目前，随着燃气轮机的推力和工作效率的不断提高，燃气进气温度也越来越高，涡轮叶片和其它热端部件使用的镍基高温合金的工作温度已逐渐接近其使用温度极限。热障涂层(TBC)是利用具有优良的耐高温、抗腐蚀和低导热性的陶瓷材料，以涂层的方式与镍基高温合金基底复合的表面防护技术，提高基底的工作温度，增强其抗高温腐蚀性能。应用TBC不仅能提高发动机的工作效率，而且可延长热端部件的使用寿命。目前应用最普遍的经典TBC材料即YSZ(6～8wt％Y2O3部分稳定的ZrO2)的长期最高使用温度不超过1200℃。本论文的研究目的之一就是突破YSZ的使用温度限制，发展可在更高温度(1250℃)长期使用的新型TBC材料。　　 CeO2具有高熔点、高热膨胀系数和低热导率，大多数含Ce的复合氧化物通常也具有这样的性质。为进一步改善CeO2的热物理性质，本文发展了Nd2O3掺杂的Nd2Cex03+2x(x=2，2.25，2.5，2.75，3.0)稀土复合氧化物，Nd2CexO3+2x可看作Nd2O3溶入CeO2形成的萤石结构固溶体。Nd2CexO3+2x的热膨胀系数较高(12.37×10.6～12.51×10-6K-1，100～1250℃)，并且热膨胀趋势与粘结层热膨胀趋势基本平行，热导率较低(1.67～2.16 W·m-1·K-1，700℃)。　　 针对等离子喷涂中CeO2的过量挥发导致涂层热膨胀系数和抗烧结能力降低的问题，通过增加起始粉末中CeO2含量得到了接近化学计量比的Nd2Ce2O7涂层，在1250℃下的热循环测试结果表明，涂层的热循环寿命显著提高，该结果得益于涂层热膨胀和抗烧结性能的提高。　　 YSZ热障涂层与油料中的钒盐、钠盐等杂质在高温下的化学反应引起的热腐蚀，也是导致涂层失效的常见因素。高温下腐蚀熔盐通过等离子喷涂涂层内的孔穴渗透进涂层，与YSZ的相稳定剂Y2O3反应而导致涂层发生t→m相变(Y2O3-ZrO2(t)+V2O5→m-ZrO2+YVO4)，从而加速涂层失效。本论文中，针对经典的8YSZ热障涂层的化学腐蚀规律，采用高效、可行的激光处理方法，对涂层表面分别采用激光重熔和熔覆化学惰性材料，旨在提高涂层的抗腐蚀性能。　　 激光处理使等离子喷涂8YSZ涂层表面生成致密的重熔/熔覆薄层，重熔层和熔覆层产生纵向裂纹，有利于提高涂层的应变容限。900℃下，熔盐(V2O5+Na2S04)中的腐蚀反应结果表明，涂层表面致密化及熔覆材料与(V2O5+Na2SO4)之间不发生化学反应，一定程度上抑制了熔盐向涂层内部渗透，从而降低了8YSZ涂层的t→m相变率，使涂层抗腐蚀性能提高，延长涂层在腐蚀环境下的使用寿命。　　 激光重熔和激光熔覆Al2O3较大程度地提高了8YSZ涂层的抗腐蚀性能，激光熔覆Al2O3的效果比激光重熔的更好。而激光熔覆LaPO4的作用较小。