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本文对典型的双层纳米复合热障涂层的制备工艺、组织结构、耐高温性能进行研究,以GH3128高温合金为基体,采用两种技术制备热障涂层系统：1)溅射-电泳复合技术,即先采用磁控溅射法制备金属粘结层,再以电泳法沉积陶瓷层,经高真空热处理后得到完备的热障涂层系统；2)电泳-电泳复合技术,即采用电泳法先沉积金属粘结层,高真空热处理后再沉积陶瓷层,再热处理后得到完备的热障涂层系统。采用磁控溅射法可得到均匀致密的纳米晶NiCoCrAlY金属粘结层,主要物相为y-Ni固溶体。NiCoCrAlY粘结层在高温氧化环境中能有效保护基体；基体表面粗糙度越低,粘结层表面粗糙度越小,与基体的结合力越强,抗高温氧化性能更优。采用溅射-电泳复合技术可得到组织结构较理想的NiCoCrAlY/YSZ热障涂层,陶瓷层致密均匀,为稳定的四方晶相。陶瓷层制备工艺参数如外加电压、沉积时间、悬浮液固含量、添加剂含量和热处理温度等以及粘结层的溅射时间和溅射压强等都对试样的耐高温性能有重要影响。陶瓷层电泳沉积工艺可成功实施纳米La2O3、CeO2、 Nd2O3共掺杂,涂层内部形成少量钙钛矿型氧化物(La,Nd)2(Zr,Ce)2O7,能有效提高NiCoCrAlY/YSZ热障涂层的耐高温性能。采用电泳沉积法也可得到NiCoCrAlY金属粘结层,主要物相为y-Ni固溶体和γ’-Ni3Al化合物,另有极少量的α-Al203,涂层与基体结合良好,能有效发挥对高温合金的保护作用。但热处理加热条件下基体中的Ti元素易扩散至涂层表面,会导致涂层的抗高温氧化性能恶化。在采用电泳-电泳复合技术制备NiCoCrAlY/YSZ热障涂层系统时,粘结层的电泳工艺参数如外加电压、沉积时间和悬浮液固含量等均对热障涂层系统的耐高温性能产生重要影响。纳米Sm2O3、Yb2O3共掺杂的YSZ陶瓷层表面致密均匀,可避免未掺杂YSZ陶瓷层表面存在少量显微裂缝的问题,有效地提高热障涂层的耐高温性能。