随着发动机热端气流温度不断提高,耐高温、可磨耗的高温封严涂层成为高性能航空发动机的研究热点。目前最常用且服役温度在1000℃以上的高温封严涂层为YSZ陶瓷基封严涂层,在热疲劳应力的作用下,硬脆的陶瓷涂层在热循环过程中容易发生疲劳开裂,降低了高温封严涂层的服役寿命。针对YSZ陶瓷基封严涂层过早热循环失效问题,本文以涂层成型过程中的显微形态结构优化为研究突破口,基于仿生学原理,改变等离子喷涂YSZ陶瓷基涂层中陶瓷面层的显微结构,设计并制备“砖-泥”层状结构的陶瓷面层,分析不同层状结构涂层力学性能的变化规律,研究热循环过程中层状结构对裂纹扩展的影响并分析其失效机理,提高涂层力学性能和热循环寿命;在改善热循环性能的基础上,研究层状结构对涂层可磨耗性能的影响,探讨YSZ基仿生层状结构高温封严涂层替代传统YSZ基高温封严涂层的可行性。结论如下:（1）在保证封严涂层具备较高沉积效率的基础上,通过可磨耗性能及力学性能测试确定了层状结构涂层的“砖”层材料和“泥”层材料,“砖”层材料为YAG-YSZ（钇铝石榴石与YSZ质量比为1:20）复合涂层,“泥”层材料为Si OC陶瓷;（2）与传统YSZ高温封严涂层相比,层数为2、3、6的YSZ基仿生层状结构高温封严涂层的热循环寿命分别增加了61.5%、92.3%、10.3%。三种层状结构涂层热循环失效形式均为陶瓷面层整体剥落,涂层内部均出现了纵向裂纹,纵向裂纹的产生减缓了横向裂纹的萌生与扩展,改善了涂层的热循环性能;（3）层数为3的YSZ基仿生层状结构封严涂层的断裂韧性相比于传统YSZ封严涂层增加了85%,平均断裂韧性约为2.945MPa·m0.5。不同于传统的第二相粒子增韧,层状结构增韧机理主要分为裂纹偏转和裂纹分支两种机制;（4）YSZ基仿生层状结构高温封严涂层和传统YSZ封严涂层经过50次热循环后,涂层的平均滑动摩擦系数分别上升了20.7%、17.2%,体积磨损率增加了91.1%、116.1%,层状结构涂层内部存在的纵向裂纹导致体积磨损率大幅增加。热循环前传统YSZ封严涂层的可磨耗性能更优,热循环50次后层状结构封严涂层的可磨耗性能优于传统YSZ封严涂层。