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本文分别采用纳米ZrO2-8wt.%Y2O3团聚粉末(YSZ)和在纳米ZrO2-8wt.%Y2O3中掺杂25%的纳米Ce02的团聚粉末(CSZ)作为隔热层材料,采用NiCrAlY微米级粉末作为粘结层材料。分析了纳米团聚体粉末在等离子弧中的熔化特点,同时对两种团聚粉末的压缩块体进行抗烧结试验以及研究了温度对晶粒长大的影响。采用等离子喷涂方法在GH30高温合金钢基体上制备了纳米YSZ和纳米CSZ涂层进行性能对比实验。通过实验比较了它们的性能差异,揭示了纳米热障涂层的形成机理；通过热震实验、高温熔盐腐蚀实验,研究了YSZ和CSZ涂层的高温稳定性和耐腐蚀性能。通过纳米团聚体粉末在等离子弧中的熔化实验,揭示了等离子弧处理后的团聚粉末只是表层熔化了5um左右,内部仍然保持着纳米结构。将YSZ和CSZ块体进行烧结试验,每个相同时间段,CSZ的烧结程度都高于YSZ。进行1300°C热处理3小时,结果YSZ和CSZ均已烧结,YSZ与CSZ烧结前后体积分别缩小到原来的65%与55%,主要原因是高温时块体内气体受热溢出,其次当温度超过1170°C会发生m-ZrO2相→t-ZrO2相转变,并伴随体积收缩,然而当温度下降时稳定剂Y203和Ce02抑制了t相→m相体积膨胀的转变,CSZ体积膨胀要小于YSZ,这说明是Y203和Ce02的共同稳定高温t相的作用要强于单一Y203的作用。同时发现纳米CSZ晶粒尺寸随温度的升高而长大的规律,说明了温度是决定晶粒长大的主要原因。在热震实验中,YSZ涂层在第21次试验中失效,而CSZ涂层在第63次试验中失效,这充分说明了CSZ涂层的高温稳定性要强于YSZ涂层。在高温熔盐腐蚀实验中,重复实验腐蚀时间达到60h时,结果YSZ涂层大部分脱落,而CSZ涂层只有极少部分脱落,通过两种涂层截面腐蚀情况看,CSZ涂层抗高温熔盐腐蚀性能优于YSZ涂层。以上实验充分说明了掺杂纳米Ce02可以提高涂层的抗高温稳定性和耐腐蚀性能。研究结果表明,在纳米ZrO2-8wt.%Y2O3中掺杂一定量的纳米Ce02对于提高涂层的高温稳定性、耐蚀性能等方面具有一定的理论意义,在航空工业中提升发动机性能方面具有良好的应用前景。