开发高稳定性、长寿命的热障涂层一直是航空界研究的前沿与热门领域，但有关涂层结构设计与可控制备的研究工作相对滞后，已严重制约我国高性能热障涂层的开发与工程应用。本文以我国自主研发的超音速等离子喷涂技术为研究平台，以氧化钇部分稳定的二氧化锆(YSZ)为实验材料，从热障涂层的损伤机理出发，系统研究了等离子射流中粒子的超音速流动对涂层结构的作用机制以及涂层在热力耦合作用下的结构演变，研究发现：超音速飞行粒子在等离子体射流中发生了明显的"细化"现象，由此导致了涂层结构的细密化及力学性能的提高；粒子的飞行速度及温度决定了涂层中未熔纳米颗粒的含量，当未熔纳米颗粒含量从6％增加到12％时，在涂层表面温度为1100℃条件下，涂层隔热温度从69℃提高到90℃(提高约30％)，表明通过调节粒子的飞行速度及温度可有效控制涂层的微观结构及性能。