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为了使热障涂层能够适应更加恶劣的工作环境,掺杂添加剂的新型热障涂层因其在降低涂层热导率、提高热震性能等方面具大较大的潜力而成为国内外研究的热点之一。本文在纳米ZrO2-8wt%Y2O3中分别添加不同含量的La2O3, Nb2O5纳米粉末,采用喷雾造粒工艺对其进行团聚并进行高温预处理来作为隔热层材料,用NiCrAlY作为粘结层材料。采用大气等离子喷涂工艺制备出三元纳米ZrO2-Y2O3-MxOy热障涂层及纳米YSZ涂层。研究了添加了氧化物后粉末的颗粒特性及高温预处理对粉末的微观形貌的影响；观察研究了不同涂层的组织结构并测试了涂层的一些性能；比较了不同涂层在同等边界条件下的隔热性能,分析了隔热机理；通过热震实验研究了涂层的高温性能。研究表明,利用纳米团聚粉末可以用大气等离子喷涂工艺制备出具有纳米结构的热障涂层。纳米粉末团聚颗粒具有纳米结构且满足喷涂要求；添加的氧化物没有对团聚颗粒的形貌及相结构造成影响：掺杂涂层中存在两种组织结构,即纳米结构组织和微米结构组织；制备的涂层的组成相主要为t相,没有m相,这是由于较高的冷却速率抑制了t→m的转变；涂层具有良好的微裂纹形态和分布,且涂层中存在典型的层状结构和非层状结构这两种结构形式。在热学性能方面,涂层的热导率都随温度的升高而降低,掺杂涂层的热导率低于纳米YSZ涂层,说明适量掺杂La2O3,Nb2O5可以进一步降低涂层热导率；在同样的边界条件下,掺杂纳米涂层比纳米YSZ涂层具有更好的隔热性能；热震实验结果表明,添加La2O3和Nb2O5后,涂层的热震性能下降,但由大气等离子喷涂工艺制备的热障涂层仍具有良好的抗热冲击性能；掺杂La2O3后,涂层的结合强度随掺杂量的提高而提高,且掺杂一定量La2O3后的涂层的结合强度高于未掺杂涂层的结合强度,而掺杂Nb2O5后,涂层的结合强度要低于纳米YSZ涂层。