本文针对热障涂层在服役过程中存在的早期失效问题，从改善热障涂层结构的角度，探索带有垂直裂纹的热障涂层(Dense Vertically Cracked TBCs, DVC)的制备方法，以提高其使用寿命。通过调整高能等离子喷涂工艺参数，研究了单次沉积厚度、基体温度与粗糙度对垂直裂纹热障涂层制备的影响，并成功制备了带有垂直裂纹的热障涂层，探讨分析了有、无垂直裂纹对热障涂层抗热冲击性能的影响。研究结果表明，当基体温度在650-800℃之间、单次沉积厚度为20μm、表面粗糙度Ra为3.85μm时，有利于垂直裂纹的形成；当单次沉积厚度增至40μm时，涂层内会产生水平裂纹；当基体温度由650-725℃升至725-800℃时，垂直裂纹密度由1条/mm增加至2条/mm；当表面粗糙度增至6.30μm时，不利于垂直裂纹的形成。，DVC热障涂层热冲击寿命与无垂直裂纹热障涂层相当，均为70次，这与粘结层在喷涂过程中由于高温而发生的氧化有关。无垂直裂纹热障涂层热冲击失效过程主要包括：(1)热冲击初期，在热应力作用下陶瓷层内萌生垂直和水平裂纹；(2)垂直裂纹和水平裂纹贯通导致涂层表面颗粒剥落；(3)TGO形成三种结构：深颜色氧化铝组成的单层结构、深颜色氧化铝与浅颜色尖晶石相组成的双层结构和“岛状”结构，之后TGO附近产生水平裂纹，最终导致涂层失效。垂直裂纹热障涂层热冲击失效过程主要包括：(1)热冲击初期，涂层内萌生明显的垂直裂纹；(2)随着热冲击的进行，垂直裂纹附近以及TC/BC界面附近萌生水平裂纹；(3)TGO形成三种结构，与无垂直裂纹涂层内TGO相同，之后随着热应力的增加，在TC/BC界面处萌生水平裂纹，导致涂层失效。