提高能源利用效率、实现节能减排是当代社会可持续发展的一个重要话题。铝活塞在汽车发动机上广泛应用,但是铝合金熔点较低大大限制了燃烧室温度,而在铝活塞表面制备热障涂层可以有效提高燃烧室温度,从而提高能源利用率。因此铝基表面制备热障涂层的研究具有重要意义。本文采用等离子喷涂技术在铝合金表面制备氧化锆(Zr02-8Y203)热障涂层,并采用激光重熔技术进行表面处理。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等手段研究了重熔前后涂层的表面、截面形貌和物相结构,系统研究了激光重熔技术对涂层隔热性能、耐蚀性能和抗热震性能的影响。以涂层结合力为评价指标对陶瓷层喷涂参数进行优化,获得的最优参数为：喷涂电流800A,喷涂距离120mm。在本试验所选参数范围内,结合力大小随喷涂电流增加先上升后下降,随喷涂距离增加单调上升。光纤激光重熔试验发现重熔涂层易产生凹坑缺陷,选取离焦量为10mm、激光比能量高于临界值0.78J/mm2时可以避免凹坑的出现,且在相同的比能量下,应该选用较小的扫描速度。多道重熔时比能量稍低于临界值时也不会出现凹坑。对涂层的组织结构和物相组成的分析表明,等离子喷涂涂层为层状堆积结构,涂层表面存在微裂纹和孔洞,涂层内部不致密、存在孔隙。喷涂涂层中主要含有T’相和少量M相,且在试验参数范围内M相含量随喷涂距离增加而降低。重熔后涂层密实且喷涂态涂层的孔隙和微裂纹等缺陷得以消除,整个重熔厚度上分布着垂直于涂层表面的网状裂纹,使用较大的激光比能量时还会在陶瓷层和过渡层的界面上产生水平裂纹。激光重熔后8YSZ涂层中的M相被完全消除。隔热试验结果表明激光重熔后涂层的隔热性能有所下降,且比能量越高涂层的隔热性能下降越严重,这与重熔后喷涂态涂层中的孔隙和微裂纹被消除有关。耐蚀性试验结果表明使用低比能量C02激光重熔可以提高涂层的耐蚀性,这是因为重熔后涂层在部分厚度上消除了喷涂态涂层的缺陷,少量腐蚀介质透过网状裂纹后与喷涂涂层中孔隙及微裂纹的有效接触面积大大减少。使用光纤激光重熔后涂层耐蚀性下降,这是因为光纤激光重熔产生的网状裂纹贯穿重熔层后还继续向涂层内部扩展,而使用C02激光重熔则没有扩展现象。抗热震试验结果表明铝基体表面制备的8YSZ涂层的抗热震寿命和涂层厚度有关,涂层厚度越大涂层的抗热震寿命越低,经激光重熔后涂层寿命稍有提高,这与重熔后涂层厚度有所降低、表面产生的网状裂纹有助于涂层内应力释放有关；铝基体表面制备的8YSZ涂层的抗热震失效发生在基体与过渡层的界面上,在热震过程中涂层的边缘首先开裂并伴随着界面氧化,随后裂纹扩展迅速,最终导致涂层整块脱落。