搪瓷制作成本低，内部氧迁移率低，可与金属发生化学结合并形成致密涂层，作为金属基体的高温防护涂层材料有其独特的优点。但是搪瓷软化点低及本征脆性限制了玻璃搪瓷涂层使用范围。当涂层的软化点低于服役环境温度时，搪瓷涂层将软化丧失刚度而失效；搪瓷涂层本征脆性使得涂层内热应力难以通过蠕变方式得到释放，裂纹扩展速率高，易于在冷热循环环境下剥落。因此，发展搪瓷涂层组织结构控制方法，提高其抗高温性能和抗热震性能，具有重要的科学意义和应用价值。　　 本文所研究的搪瓷釉的主要成分为SiO2-Al2O3-ZnO-CaO，其玻璃化转变点为585℃，起始析晶温度为850℃。在高温下搪瓷是非平衡相，随着时间的延长，将有晶体相的析出。研究表明，在850℃下晶化时，该搪瓷釉中首先析出的晶相是钛锆钍矿晶体，而后逐渐为榍石、硅锌矿以及少量的硅酸锆晶体所取代；在900℃下晶化时，搪瓷中首先析出的晶体相是颗粒状的四方相二氧化锆，其中还固溶有大量的Ca以及Ti，而后逐渐有管状的硅酸锆、羽毛状的榍石晶体以及少量棱镜状的硅锌矿晶体析出；在1000℃下搪瓷晶化时，搪瓷首先析出的也是四方相二氧化锆，随着晶化过程的进行，二氧化锆晶体减少，逐渐为管状的硅酸锆以及少量针状榍石晶体所取代。　　 本研究表明，NiCrAlY合金颗粒对搪瓷的热学和力学性能均有影响。添加30％的NiCrAlY合金颗粒可使复合搪瓷的热膨胀系数提高约15％，而使断裂韧性提高约1倍。NiCrAlY合金颗粒增韧的主要机制为：通过裂纹的偏转和桥连，提高裂纹扩展功。添加刚玉颗粒也对搪瓷的的热学和力学性能也有显著影响，但其机制与NiCrAlY合金颗粒的增强机制有所不同。所研究的搪瓷与刚玉颗粒之间存在明显的界面反应，其反应产物为锌类晶石以及长石，这一反应减少了搪瓷基体中的助熔剂组元含量，相应地增加了网络形成剂组元(Al)的含量，从而大大提高了材料软化点。界面反应、第二相颗粒/裂纹的相互作用都对复合材料的力学性能有重要影响，本论文设计了分别以大颗粒刚玉增强搪瓷和小颗粒刚玉增强的两种搪瓷复合材料验证了这一观点。小颗粒刚玉具有较高的比表面积，其作用机制主要为界面反应或界面扩散机理(Interdiffusion mechanism)，满足关系式：σc=σm×exp(β×V)，而大颗粒刚玉具有较低的比表面积，其主要增强方式为裂纹偏转机理(Deflectionmechanism)以及桥连机理(Bridging mechanism)，满足关系式：σc=σm×[1+ξ×V2/3]1/2。其中σc、σm分别为搪瓷釉.氧化铝复合材料以及纯搪瓷釉的抗弯强度值，β为搪瓷釉/氧化铝界面处原子扩散所控制的参数，V为氧化铝颗粒添加的体积分数，ξ为常数(对于偏转机理ξ=0.61；而对于桥连机理ξ=4.35)。高温晶化处理可使搪瓷-氧化铝复合涂层显微组织稳定化，从而改善搪瓷-氧化铝复合涂层的抗高温氧化及抗热震性能。搪瓷-氧化铝-NiCrAlY三元复合涂层具有优异的1000℃抗氧化及抗热震能力。搪瓷基复合涂层/高温合金基体的主要界面反应为：基体合金中的Cr和Al与搪瓷中Zn发生置换反应，反应产物向涂层表面扩散，最后形成了锌类晶石(ZnCr2O4或ZnAl2O4)。