采用等离子体喷涂技术在304不锈钢基材上制备了氧化钇稳定的氧化锆(Yttria Stabilized Zirconia,YSZ)热障涂层,按照热喷涂涂层结合强度测试标准ASTM-C633,采用单轴向拉伸实验测试了喷涂态涂层的结合强度。在拉伸过程中采用原位声发射技术监测了涂层在拉伸直至失效整个过程中的声发射信号,采用有限元方法模拟了涂层内部不同形态的裂纹对单轴向拉伸载荷的应力响应规律。研究结果表明：在单轴向拉伸载荷作用下,由于陶瓷层内部片层之间的界面在拉伸载荷作用下发生了脱粘,此外,上下两相邻片层之间存在一定的摩擦力,在拉伸载荷的作用下,该上下两相邻片层之间会发生相对滑动,当他们之间的摩擦力不足以摆脱拉伸载荷产生的弯矩,该相邻界面也会产生脱粘,从而在陶瓷层内部出现了大量的横向裂纹。横向裂纹与涂层内部的纵向裂纹交叉,呈现网状结构。在外加载荷的不断作用下,当横向裂纹扩展到纵向裂纹的尖端处,会与纵向裂纹连接,纵向裂纹逐渐向陶瓷层与打底层的界面处扩展,最后在界面处形成横向裂纹,横向裂纹沿着界面快速扩展,最后涂层发生失效。有限元模拟计算结果表明陶瓷层内部的横向裂纹相对于纵向裂纹来讲对拉伸载荷更为敏感,应力集中主要出现在横向裂纹的尖端。对涂层在单轴向拉伸过程中的声发射信号监测表明：涂层拉伸过程中的应力应变曲线可以分为典型的三个阶段,对应声发射信号的3个典型特征。不难看出在初始阶段(I阶段)出现了应变增加应力为0的平台,证明部分微裂纹的发射释放了应力集中,粘合剂内部也会发生滑移及微裂纹的发射。此外,整个对偶系统刚刚拉紧,此时在涂层内部发生微量弹性变形,并且部分应力还会被粘合剂松弛掉。此阶段声发射信号较为微弱,计数率较小。随着拉伸载荷的进一步增加,在Ⅱ区开始进入塑性变形,在涂层打底层与陶瓷层的界面以及靠近界面处往陶瓷层方向一个片层厚度处往往是涂层的薄弱环节,在拉伸过程中,这些区域及其周围处容易发射微裂纹,导致声发射信号明显增强。在ⅡI区,部分微裂纹已经生扩展和连接,最后陶瓷层与打底层界面处关键性裂纹的扩展与连接导致涂层最终发生剥离失效,对偶件被拉开,声发射测试结束。频谱分析结果表明,裂纹扩展的中心频率在180-260KHz,大量裂纹发射的频率分布在100-150KHz,最后引起涂层失效的界面横向裂纹的频率分布在320-340KHz,结合快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)及小波变换(Wavelet Transform)技术初步实现了涂层失效机制的模式识别。建立了涂层在刚开始拉伸到最后失效整个过程裂纹形核,萌生及扩展直至涂层最终失效的物理模型。