①具備高熔點

②處在室溫與工作溫度間無相變

③熱導率低

④具有良好的化學穩定性

⑤其熱膨脹系數與金屬基體相匹配

⑥與金屬基體的結合力高

⑦具有較低的燒結速率

以上幾點屬熱導率、熱膨脹系數和高溫相穩定性能最為重要。

①氧化鋁：由于熱導率相對較高，熱膨脹系數較小，彈性模量大，致使隔熱性能和抗熱沖擊性能較差，暫被市場淘汰。

②氧化鋯：具有高熔點、良好的高溫化學穩定性、低導熱率，與金屬基體材料相近的熱膨脹系數以及優良的力學性能，是目前應用最廣泛的材料。但是氧化鋯在1180℃會產生相變，且伴隨3%~5%的體積膨脹，因此需要加入穩定劑，如：氧化鈣、氧化鎂、氧化釔、氧化鈰、氧化硅、氧化鈮等。

③稀土鋯酸鹽：目前對其研究主要集中在燒綠石結構的鋯酸鹽A3+2B4+O7,該種鋯酸鹽具有比YSZ更低的熱導率，更高的高溫穩定性。

④稀土鈰酸鹽：相較于稀土鋯酸鹽，因CeO2的熔點低于ZrO2，理論上其熱膨脹系數要更高，但研究較少。

⑤稀土鉭酸鹽：與氧化鋯陶瓷材料相比，效率更高，可達到氧化鋯的2~3倍，讓材料承受的溫度降低200-300℃；其質地也比氧化鋯材料柔軟，可承受更多的應力。我國相關單位于2018年左右成功研制出新一代稀土鉭酸鹽高溫鐵彈相變陶瓷材料，可有效提高國產航空發動機渦輪前溫度，為國產航空發動機性能升級打下了堅實的基礎。

該法于上世紀八十年代初美國最先在實驗室制造出了高質量的熱障涂層；中期俄羅斯和烏克蘭運用此法在軍用飛機的轉子葉片上鍍覆熱障涂層。

電子束物理氣相沉積（EB-PVD）法是用高能束加熱并氣化陶瓷源，陶瓷蒸汽以原子為單位沉積到基體上形成的。其涂層組織由垂直于基體表面的柱體組成，柱體與基體是冶金結合。

②激光熔敷法

該法利用大功率激光器直接輻射陶瓷或金屬粉末，將其熔化后再金屬基體上快速凝固形成涂層，陶瓷與金屬基體為冶金結合，得到垂直于表面的柱狀組織。利用激光重熔等離子涂層，可封閉等離子涂層中存在的氣孔，改善等離子涂層的抗蝕性。重熔后的組織為細化的垂直于表面的柱狀晶，增強了陶瓷與基體的結合力。

③自蔓延高溫燃燒合成法（SHS）

該法是一種合成材料的新工藝，通過加熱原料粉局部區域引燃反應，放出大量熱依次誘發鄰近層的化學反應，從而使反應自動持續地蔓延下去。特點是反應時產生極高溫度，最高可達4000℃，反應過程中燃燒波快速移動（0.1~25cm/s），具有產物純度高、效率高、耗能少、工藝相對簡單等優點。

④等離子噴涂熱障陶瓷涂層法

該法是把金屬或陶瓷粉末送入高溫高壓的等離子火焰，呈熔融狀態噴向基體，以大約106K/s的冷卻速度凝固在基體上，粒子呈扁餅狀機械咬合在一起，形成涂層。等離子噴涂涂層組織特點是有大量的氣孔與微裂紋，這可以緩解熱應力，提高涂層的熱疲勞壽命。

參考文獻

• 陶瓷熱障涂層的研究現狀——范希梅，林潔瓊，林賢昌

• 熱障陶瓷涂層的發展現狀和前景——周靜，張隆平，吳護林

• 國產熱障涂層材料研制成功 可以讓渦扇15超越F119發動機——《出鞘》