作为提升发动机服役温度最切实可行的办法，热障涂层是已确定为航空发动机、重型燃气轮机必不可少的热防护材料，但面临剥落失效的巨大瓶颈，迫切需要服役可靠性的试验平台、测试技术与理论评价模型。为此，本文研制了模拟热障涂层高温、冲蚀、CMAS腐蚀环境，高速旋转工作状态的试验装置，为热障涂层破坏机制与可靠性的研究提供了重要平台。与此同时，发明了室温-1600℃环境下热障涂层裂纹检测、模式识别与定量评价的声发射技术，应变场的数字散斑表征，并发明了涡轮叶片热障涂层微结构演变的跨尺度数值建模与仿真技术，为服役可靠性的分析提供了关键实验数据。在此基础上，建立一种考虑材料、服役环境分散性的热障涂层可靠性预测模型与数值计算方法，实现了高温冲蚀、高温氧化机制诱导下涂层服役可靠性的预测，并提炼出影响服役可靠性的关键因素与性能优劣指标。