热障涂层（TBCs：Thermal Barrier Coatings）可以提高热端部件的可靠性和耐久性，进而改善航空发动机和燃气轮机的性能和热效率。热障涂层也可用作低散热发动机燃烧室的隔热陶瓷涂层。试验采用超音速火焰喷涂技术在内燃机用球墨铸铁表面制备CoNiCrAlY粘结层（BC: Bond Coat），用大气等离子喷涂技术制备8YSZ陶瓷层（TC: Top Coat），测定了其高温氧化性能及残余应力。涂层经过1050℃高温氧化2.5、8、15、50和100h后，用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪等仪器对涂层进行分析，研究了涂层的TC层/BC层和BC层/Substrate界面的热生长氧化物（TGO：Thermally GrownOxides）的生长情况，相变过程以及元素扩散情况，发现除了在TC层与BC层界面形成TGO层外，在BC层/Substrate界面也形成层状或块状氧化物层，成分主要为Al₂O₃，并且基体与BC层之间发生了Fe、Ni、Cr和Co的互扩散现象；涂层的氧化动力学过程过程可分为氧化初期、稳定氧化期和复杂氧化期三个阶段。涂层残余应力与宏观热失配和陶瓷层的相变有着紧密的联系。试验建立数学模型，计算了涂层由于热失配而产生的宏观应力，发现随高温氧化时间的增加，宏观应力呈现压应力，并随TGO厚度的变化而减小，但是幅度很小。采用拉曼荧光光谱法测定了不同高温氧化时间的TGO中残余应力的大小，通过Al₂O₃的特征峰的频移，可以发现过渡态θ-Al₂O₃向稳定态-Al₂O₃的转变；试验测定了厚陶瓷涂层中残余应力分布情况，发现TC层中纵向贯穿裂纹附近和靠近TGO处的微裂纹区域应力值不同程度地减小。根据拉曼荧光光谱分析可知陶瓷层未发生相变，故TC层中的应力释放可以归因于微裂纹的生成和扩展。