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本文主要通过理论分析,并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子探针、X射线衍射分析(XRD)等辅助手段,研究了高温氧化(1100℃)过程中以提高Al在BC层内的扩散速率,来提高涂层使用寿命的影响。研究结果表明: APS喷涂热障涂层在高温氧化过程中主要分成三个阶段来进行:氧化初期BC-TBC两层之间还没有形成连续的α-Al2O3薄膜,氧化速度快,增重情况明显,氧化动力学规律基本符合直线规律。随着氧化反应的进行,连续α-Al2O3薄膜很快形成,高温氧化反应进入了稳定氧化阶段,此阶段高温氧化的过程主要是Al为主的选择性氧化,氧化速度很缓慢,基本符合抛物线规律。随着BC层中Al元素的大量消耗,最终会在B-O界面处出现相对贫Al状态,导致选择性氧化结束。接下来的氧化过程中,由于Al的浓度达不到选择性氧化的标准,而致使其它金属元素再次的参与到高温氧化反应中来,甚至性质相当稳定的Ni也被氧化生成NiO,同时尖晶石类氧化物在这一阶段大量增加。高温氧化过程中反应的场所为B-O界面处,而在氧化初期以及最后复杂氧化阶段产生的大量尖晶石类氧化物是直接导致涂层失效的原因之一。通过上述分析可知:提高Al元素在BC层中的扩散速度,能够有利的提供高温氧化过程中金属元素Al的需要,对于提前进入稳定氧化阶段以及延缓B-O界面上贫Al时刻的出现都起到积极的作用。故以此为理论指导引入SSPB工艺,试图通过改善涂层物理性能,而提高BC层内Al元素在高温氧化过程中的扩散速率,以期快速进入稳定氧化阶段的同时能够保证选择性氧化的顺利进行,延缓贫Al时刻的到来,抑制大量尖晶石类氧化物的生成,从而达到提高涂层使用寿命的目的。实验结果表明:涂层颗粒的大小在很大程度上影响了BC层Al元素的扩散,同时由于SSPB工艺对涂层表面的改善,确实能够增加Al元素在BC层内的扩散能力。对比实测所得高温氧化动力曲线可知:SSPB工艺的加入,对于氧化过程中提前进入氧化稳定阶段以及延缓最后贫Al时刻的到来都有利,间接的为提高涂层的使用寿命而打下良好基础。