先进热障涂层的综述
高性能热障涂层的制备及应用研究
高性能热障涂层的制备及应用研究现代工业中，机械设备在工作中往往会因长时间的高温和高压等环境条件而出现失效，这给生产过程和产品安全带来了很大的风险。
然而，高性能热障涂层技术的出现为此提供了解决方案。
本文将介绍热障涂层的概念和种类，以及它们在现代机械加工和航空领域的应用。
一、热障涂层的概念和种类热障涂层是一种能够提高材料抗高温性能的技术，它可以降低材料表面的温度，从而减少或防止材料因高温所引起的蠕变、热裂纹和氧化等失效现象。
热障涂层通常分为两种类型：陶瓷涂层和金属涂层。
1. 陶瓷涂层陶瓷涂层通常由氧化铝、氧化锆、氧化钇和钛酸锆等材料制成，具有很高的热稳定性和化学稳定性，适用于各种复杂的高温环境。
它们的主要作用是减少材料表面的热流密度，降低材料表面温度，从而减少热应力和热氧化引起的热开裂和氧化等失效现象。
2. 金属涂层金属涂层通常由铝、铬、钼、镍、钛和钽等金属以及它们的合金制造。
金属涂层可以提高材料表面的氧化和腐蚀性能，并且降低材料表面与外界环境之间的摩擦系数，从而减少磨损和接触疲劳。
二、热障涂层在机械加工领域的应用在机械工业中，热障涂层技术被广泛应用于涡轮机、汽车发动机、钻头、车削刀具和切割刀具等高温零部件的制造。
热障涂层可以提高零部件的高温性能，延长其使用寿命和降低故障率，提高机械加工的生产效率和产品质量。
例如，在汽车制造业中，发动机缸体的材料是一种高硅铝合金，这种材料可以提高发动机的性能和效率，但是在长时间的使用中却会发生疲劳和开裂等问题。
因此，通过热障涂层技术可以在发动机的缸体表面形成一个陶瓷涂层，从而降低表面温度，提高缸体的耐高温性能，延长缸体的使用寿命。
三、热障涂层在航空领域的应用在航空航天领域，热障涂层技术的应用范围更加广泛。
热障涂层可以应用于发动机、涡轮叶片、燃烧室、液推火箭等关键部位，提高航空器的高温性能，保证其正常运作和安全飞行。
例如，在高超声速飞行器的研究中，热障涂层是必不可少的关键技术之一。
先进热障涂层的概述
先进热障涂层的概述先进热障涂层是一种用于保护高温组件的创新材料，主要应用于航空航天、能源等领域。
它具有优异的热阻性能和耐腐蚀能力，能够有效地降低高温环境对组件的损害，延长其使用寿命。
本文将对先进热障涂层的原理、制备工艺和应用领域进行详细介绍。
先进热障涂层的原理是利用陶瓷材料的热阻性能来减少高温的传导和辐射，降低组件的工作温度。
这种涂层一般由两层组成，底层是金属涂层，用于提供粘结力和耐腐蚀能力；顶层是陶瓷涂层，主要起到热隔离的作用。
当高温作用于涂层表面时，陶瓷涂层会形成一层氧化物热障层，阻止热量的传导，同时通过辐射将部分热量散发出去。
制备先进热障涂层的工艺非常关键，其中最主要的是热障层的制备。
常见的制备方法包括物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）、化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）和电化学沉积（Electrochemical Deposition，ECD）。
物理气相沉积是通过蒸发、溅射等方式将金属和陶瓷材料沉积在基底上；化学气相沉积是利用气相反应将金属和陶瓷材料在基底表面形成薄膜；电化学沉积则是利用电化学过程将金属或陶瓷材料沉积在基底上。
先进热障涂层的应用领域非常广泛。
在航空航天领域，热障涂层常用于航空发动机的燃烧室、涡轮叶片等高温部件上，可以有效地防止高温腐蚀和热疲劳；在能源领域，先进热障涂层可以提高燃气轮机的热效率，减少能源消耗。
此外，热障涂层还应用于炉窑、燃烧器等高温设备上，保护设备免受高温腐蚀的侵害。
然而，先进热障涂层也存在一些挑战和问题。
首先，制备过程中存在的一些技术难题，如涂层的压应力和粘结强度等问题需要解决。
其次，热障层的性能稳定性和耐久性也是制约其应用的因素，长时间的高温作用会使热障层发生劣化。
此外，涂层的成本较高也限制了其大规模应用。
总的来说，先进热障涂层是一种具有广泛应用前景的新型材料，它能够有效地降低高温环境对组件的破坏，提高设备的使用寿命。
先进航空发动机纳米结构热障涂层关键技术及其规模化应用
先进航空发动机纳米结构热障涂层关键技术及其规模化应用随着航空工业的发展，对于航空发动机的效率和性能要求越来越高。
而热障涂层作为航空发动机中关键的组成部分之一，其性能的提升对于发动机整体性能的提升具有至关重要的意义。
纳米结构热障涂层作为一种新型的热障涂层，具有较高的导热阻尼和导热材料性能，能够有效地降低发动机工作温度，提高燃烧效率，并减少了机械磨损和热疲劳。
纳米结构热障涂层的制备技术是实现其规模化应用的关键之一。
当前，热喷涂法、溅射法和离子束溅射等方法是制备纳米结构热障涂层的常用技术。
其中，热喷涂法是最为常用的一种，通过高温高速喷涂，使涂层颗粒熔化并快速冷却形成一种具有纳米级颗粒的多层热障涂层。
溅射法则是通过将基底材料蒸发成离子，并沉积到基底表面的方法，形成纳米级结构的热障涂层。
离子束溅射则是一种将金属基底材料离子化并喷射到基底表面的方法，能够制备纳米级颗粒的热障涂层。
纳米结构热障涂层的主要材料是氧化锆、氧化钇等化合物和元素，其制备过程中需要进行多种工艺的优化。
首先是材料的纯度和密度，高纯度和致密度的材料可以提高涂层的抗热膨胀性能和导热性能。
其次是涂层的结构和扩散行为，通过控制喷射粒子的能量和温度，可以制备出不同的纳米结构，从而调控热障涂层的热传导和机械性能。
再次是涂层的粘结强度和抗剥落性能，通过优化喷涂工艺、纳米材料的合成过程以及热处理工艺，可以提高涂层与金属基底的结合强度和抗剥落性。
最后是涂层的稳定性和耐热性能，通过合理的材料设计和结构调控，可以提高涂层的抗氧化、抗热疲劳和耐腐蚀性能。
纳米结构热障涂层的规模化应用主要涉及到涂层的制备工艺、设备和材料的优化。
首先是涂层制备工艺的自动化控制，通过引入机器人和自动化设备，可以实现涂层制备的高效和稳定。
其次是涂层制备设备的优化，例如，采用多喷涂头、高速喷涂和高能量喷涂等技术，可以提高喷涂速度和涂层质量，从而降低生产成本。
最后是涂层材料的优化，通过合成新型材料和调控材料成分，可以提高涂层的性能和稳定性。
新型热障涂层陶瓷隔热层材料
新型热障涂层陶瓷隔热层材料一、本文概述随着现代工业技术的飞速发展，高温环境下的材料性能问题日益凸显，尤其是在航空航天、能源转换和汽车制造等领域，对材料的高温稳定性和隔热性能提出了更高要求。
热障涂层陶瓷隔热层材料作为一种能够有效抵抗高温、降低热量传递的关键材料，正受到广泛关注。
本文旨在探讨新型热障涂层陶瓷隔热层材料的研发进展、性能特点、应用前景以及面临的挑战，以期为相关领域的科研工作者和工程师提供有益的参考和启示。
本文将首先介绍热障涂层陶瓷隔热层材料的基本概念、分类及其在高温环境下的重要性。
随后，将重点分析几种具有代表性的新型热障涂层陶瓷隔热层材料的制备工艺、性能优化及其在各个领域的应用实例。
还将讨论这些材料在实际应用中面临的主要问题，如热稳定性、抗氧化性、机械强度等，并提出相应的解决方案和发展趋势。
本文将对新型热障涂层陶瓷隔热层材料的未来发展进行展望，以期推动该领域的技术进步和产业升级。
二、热障涂层陶瓷隔热层材料概述热障涂层（Thermal Barrier Coatings，TBCs）是航空航天领域的关键技术之一，用于提高发动机和燃气涡轮机的工作效率，同时延长其使用寿命。
陶瓷隔热层材料作为热障涂层的重要组成部分，扮演着抵抗高温氧化、降低热传导、保持基体材料稳定性的关键角色。
陶瓷隔热层材料通常具有高热稳定性、低热导率、良好的化学稳定性和较高的机械强度。
这些特性使得陶瓷材料能够有效地阻挡高温气体对基体材料的直接侵蚀，降低基体材料的热应力，从而提高整体结构的热防护性能。
目前，常用的陶瓷隔热层材料主要包括氧化铝（AlO）、氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）、硅酸盐基陶瓷以及新型复合材料等。
氧化铝因其高熔点、高硬度和良好的化学稳定性而被广泛应用于热障涂层中。
氧化钇稳定的氧化锆则以其优异的抗热震性能和高温稳定性受到关注。
硅酸盐基陶瓷因具有较低的热导率和良好的抗腐蚀性能，也在热障涂层领域得到广泛研究。
随着材料科学的不断发展，新型陶瓷隔热层材料如纳米陶瓷、复合陶瓷等不断涌现。
热障涂层材料发展趋势
热障涂层材料的发展趋势主要表现在以下几个方面：
1.高温稳定性的提高：随着航空发动机和燃气轮机的工作温度不断提高，热障涂
层材料必须具备更高的高温稳定性，以保持其良好的隔热性能和耐热性能。
因此，未来的研究将更加注重开发具有更高稳定性的热障涂层材料。
2.多层涂层技术的研究与应用：为了提供更好的隔热性能和更高的耐热性，多层
涂层技术已成为热障涂层领域的研究热点。
通过将不同材料和工艺组合起来，可以进一步优化热障涂层的性能，以满足更加复杂和严苛的工作环境要求。
3.新型材料的探索与研究：为了满足高温稳定性和其他性能要求，新型材料的探
索与研究已成为热障涂层领域的重要发展方向。
例如，纳米材料、陶瓷基复合材料等新型材料的出现为热障涂层的发展提供了新的机遇。
4.涂层制备工艺的改进与创新：随着航空发动机和燃气轮机的发展，对热障涂层
的制备工艺也提出了更高的要求。
未来的研究将更加注重涂层制备工艺的改进与创新，以实现更加高效、环保、低成本的制备过程。
5.综合性能的优化：除了高温稳定性外，热障涂层的机械性能、热膨胀系数匹配
性、附着强度等也是重要的性能指标。
未来的研究将更加注重这些性能指标的综合优化，以提高热障涂层的整体性能和可靠性。
总之，随着航空发动机和燃气轮机的发展，热障涂层材料将不断向着高温稳定性、多层涂层技术、新型材料、制备工艺和综合性能优化等方向发展。
热障涂层的研究现状与发展方向
热障涂层的研究现状与发展方向热障涂层（Thermal Barrier Coatings，TBCs）是一种应用于高温环境下的保护材料，可有效隔热、降低热应力，提高材料的使用寿命和性能。
随着高温领域的不断发展和应用需求的增加，热障涂层的研究也取得了很大的进展。
本文将介绍热障涂层的研究现状和未来的发展方向。
研究现状：1.材料选择：目前，热障涂层常用的材料是陶瓷氧化物，如氧化锆（ZrO2）。
这是因为氧化锆具有良好的高温稳定性和热隔离性能。
同时，为了增加涂层的韧性，常常将氧化锆与其他材料进行复合，如氧化钇（Y2O3）、氧化钆（Gd2O3）等。
2.涂层制备技术：常用的涂层制备技术有等离子喷涂、磁控溅射、物理气相沉积等。
这些技术可以形成致密、均匀的涂层，并能够提供所需的性能。
3.高温性能：研究人员通过改变合金元素的含量和添加合金元素，来改善热障涂层的高温性能。
例如，钛合金元素的添加可以提高热障涂层的抗氧化和抗热腐蚀性能。
4.应用领域：热障涂层广泛应用于航空、能源、汽车等领域。
例如，用于航空发动机的热障涂层可以提高发动机的工作温度，提高燃烧效率，降低燃料消耗。
发展方向：1.纳米材料研究：纳米材料具有较高的比表面积和界面效应，可以提高热障涂层的热导率和热膨胀系数匹配性。
因此，研究者们正在探索利用纳米材料制备热障涂层，并研究其热性能。
2.多层涂层研究：多层热障涂层可以提供更好的隔热性能和更高的耐热性。
目前，研究人员正在研究不同层次和组分的多层涂层结构，以提高涂层的性能。
3.高温腐蚀性能研究：热障涂层在高温腐蚀环境中容易受损。
因此，研究者们正在研究改善热障涂层的高温腐蚀性能，以提高其使用寿命。
4.综合性能优化：除了热性能，热障涂层的机械性能、热膨胀系数匹配性、附着强度等都是重要的指标。
因此，未来的研究将更加注重综合性能的优化，以提高热障涂层的整体性能和可靠性。
总结：热障涂层作为一种重要的保护材料，在高温环境下担负着隔热和降低热应力的任务。
新型热障涂层材料的开发与应用
新型热障涂层材料的开发与应用近年来，随着航空航天工业的迅猛发展，对于高温环境下工作的航空发动机的需求也越来越大。
然而，高温环境对发动机的材料造成了严峻的挑战。
为了保证发动机的正常运行，科学家们开始研发新型热障涂层材料，以在高温环境下提供保护。
热障涂层材料是一种能够在高温环境下阻挡热量传导的特殊涂层。
它可以减少发动机组件的温度，降低热应力，延长发动机的使用寿命。
传统的热障涂层材料多采用氧化铝，但其在高温下容易脱落，限制了其使用范围。
因此，科学家们开始寻找新型的、更为稳定的热障涂层材料。
一种新型的热障涂层材料是钼二硅化物。
该材料具有优异的热障性能和较低的热传导率，能够有效地隔离高温。
研究人员通过改变材料的合成方法和配方，成功地制备出了具有高结晶度和优异热稳定性的钼二硅化物热障涂层。
经过长时间的热循环试验，该涂层表现出了出色的热障性能，显示出了广阔的应用前景。
除了钼二硅化物，还有其他一些新型材料也被考虑用于热障涂层的开发。
例如，氧化锆、钼合金、发光材料等都展示了良好的抗高温性能。
这些新型材料的开发使得热障涂层材料的选择更加多样化，有助于提高航空发动机的性能。
在热障涂层材料的应用方面，航空航天工业是其中最主要的领域之一。
在现代航空发动机中，使用热障涂层材料可以有效地降低燃料消耗和排放物的产生，提高发动机的工作效率。
此外，该涂层还能够延长发动机的使用寿命，减少对于维修和更换部件的需求，进一步降低了成本。
除了航空航天工业，热障涂层材料在其他领域也有广泛的应用。
例如，在能源行业中，热障涂层材料可以提高燃烧设备的热效率，降低燃料消耗。
在电力行业中，该涂层还可以用于提高发电机组件的工作效率，减少能源损耗。
此外，热障涂层材料在汽车工业、船舶工业等领域也有一定的应用潜力。
总的来说，新型热障涂层材料的开发与应用在航空航天工业以及其他领域具有重要意义。
这种材料可以有效地保护发动机和其他高温工作组件，提高其工作效率和使用寿命，降低能源消耗和环境污染。
航空发动机涡轮叶片热障涂层研究现状
航空发动机涡轮叶片热障涂层研究现状一、引言航空发动机是现代航空器的重要组成部分，其性能直接影响到飞机的安全和经济性。
涡轮叶片作为航空发动机的重要组件之一，承受着高温和高速气流的冲击，对其表面进行热障涂层的研究成为了发展的热点之一。
本文将综述航空发动机涡轮叶片热障涂层的研究现状，并对未来的研究方向进行展望。
二、背景在航空发动机中，高温气流是涡轮叶片面临的主要问题之一。
高温气流的冲击会导致涡轮叶片的热膨胀、氧化和烧蚀等问题，进而降低了发动机的性能和寿命。
为了解决这一问题，研究人员提出了热障涂层的概念。
三、热障涂层的种类热障涂层可以分为传统热障涂层和新型热障涂层两大类。
1. 传统热障涂层传统热障涂层主要包括YSZ (Yttria Stabilized Zirconia) 和 GCO (Gadolinium Cerium Oxide) 等。
YSZ涂层被广泛应用于航空发动机中，具有优异的热障效果和氧化屏障性能。
GCO涂层相比于YSZ涂层，具有更好的机械和热损伤修复能力，但研究相对较少。
2. 新型热障涂层新型热障涂层主要包括二氧化铝涂层、钨合金涂层等。
经过改良的二氧化铝涂层具有更好的耐腐蚀性能和较低的热导率，但是其热障效果相对较差。
钨合金涂层则具有更好的高温性能和耐烧蚀能力，但是涂层的结构和制备工艺仍面临挑战。
四、热障涂层的制备工艺热障涂层的制备工艺对涂层性能的影响至关重要。
目前，常见的热障涂层制备工艺包括物理气相沉积（Physical Vapor Deposition，PVD）、化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）和高速火焰喷涂（High VelocityOxygen/Fuel，HVOF）等。
1. PVDPVD技术通过物理手段将材料从固态直接转变为气态，然后沉积到基底上。
PVD制备的热障涂层具有致密的结构、低孔隙率和较高的结合强度，但是制备成本较高。
2. CVDCVD技术是利用化学反应将气态前驱体沉积在基底上，形成热障涂层。
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关于先进热障涂层的综述摘要：在过去的几十年中，许多陶瓷材料都被作为新型的热障涂层材料，其中很大一部分都是氧化物。
由于它独特的性能，这些新型化合物很难与最先进的热障涂层材料YSZ相媲美。
另一方面，由于YSZ有一些缺点，尤其是在1200℃以上时它有限的高温性能使得在先进的燃气轮机中YSZ被其他材料所取代。
本篇文献是对不同新型涂层材料的综述，尤其是参杂氧化锆、烧绿石、钙钛矿和氯酸盐等材料。
文献的结果还有由我们的研究调查得出的结果都将同我们的要求相比较。
最终，我们将讨论双层结构这个概念。
它是一种克服新型热障涂层材料冲击韧性的方法关键词：热障涂层、氧化锆、烧绿石、钙钛矿、氯酸盐、热导率一、简介TBC系统是典型的双层式结构，它包括金属粘结层和陶瓷顶层。
粘结层是保护基层氧化和腐蚀的并有改善陶瓷层和基层之间结合强度的作用。
陶瓷顶层相比金属机体而言拥有很低的热传导率，通过内冷发陶瓷层可以实现一个很大的温差度（几百K）。
因此，它既可以降低金属基体的温度以提高部件的使用寿命又可以提高涡轮发动机的点火温度来提高它的工作效率。
自19世纪50年代第一个军用发动机搪瓷涂层的制造起热障涂层开始了工业化发展。
在19世纪60年代，第一个带有NiAl粘结层的火焰喷涂陶瓷涂层应用于商业航空发动机上。
接下来的几十年中，热障涂层材料和喷涂技术持续的发展。
19世纪80年代热障涂层迅猛发展。
在这十年中，氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）被认为是一种特殊的陶瓷顶层材料，因为它作为一个近30年来的标准而被确立。
根据沉积工艺的不同，已经确立了两种不同的方法。
一种是电子束物理气相沉积（EB-PVD），另一种是大气等离子喷涂（APS）。
电子束物理气相沉积法制备的涂层拥有柱状显微结构并被广泛应用于航空发动机的高热机械载荷叶片中。
同电子束物理气相沉积法相比，大气等离子喷涂以它的操作粗放度及经济可行性为傲，因此现在更多的TBC 采用这种方法。
典型静态部件，像燃烧器罐和叶片平台都是用APS进行喷涂。
在固定的燃气轮机中，其叶片也常使用热喷涂的方法进行喷涂。
燃气涡轮机效率的进一步提升有赖于燃烧及冷却技术的进步与更高的涡轮机入口温度相结合。
这意味着由于在高温下烧结和相转变，标准材料YSZ必然会接近它的极限。
由EB-PVD和APS方法加工的YSZ包含亚稳态的T`相。
长时间处于高温下，它能够分解成高氧化钇相和低氧化钇相。
后者在冷却过程中将会转变成为单斜晶相并伴随很大的体积增加，这将导致TBC的失效。
公认的上限温度是1200℃。
另外，由于有限的相稳定性以及烧结导致涂层应变公差的损失而降低了它的高温性能，因此涂层会过早的失效。
所以，在最近的几十年中，人们为了寻找比YSZ更好的陶瓷材料做了大量的工作。
很多的综述性文献都包含这个主题。
本文提供了这个领域中最新发展的概要。
二、烧绿石为了在1300℃以上的条件下服役，拥有烧绿石结构的TBC材料比YSZ有更具吸引力的性能。
特别是一些锆酸盐烧绿石更低的热导率使得这类材料更加令人关注。
同样，它们有着很不错的热稳定性，这可能与晶体中阳离子有着固定的位置有关。
广泛的研究中，烧绿石是稀土锆酸盐（Ln2Zr2O7），其中Ln（镧）可以是La、Gd、Sm、Nd、Eu和Yb中的任意一个或是他们的混合物。
一些以铪（La2Hf2O7 和Gd2Hf2O7）和铈（La2Ce2O7 and La2(Zr0.7Ce0.3)2O7)）为基的材料同样也是备受关注的TBC材料。
事实上，以铈为基的氧化物通常是一种有缺陷的萤石结构，这种结构使得阳离子的交换更加容易，这也解释了为什么这些材料有很高的烧结率。
在La2Zr2O7中惨杂其他元素能够提高它的烧结阻力。
在烧绿石中，La2Zr2O7 (LZ)是TBC应用最具前景的材料之一。
因为它相比YSZ具有更加出色的体特征，在2000℃以上时它具有不错的热稳定性能，热导率很低1.56 W/m K，烧结倾向也很低。
但它也有缺点，它的热膨胀系数较低。
YSZ的热膨胀系数为10–11×10−6 K−1，LZ的热膨胀系数大概是9×10−6 K−1，由于热膨胀系数不匹配将导致较高的热应力。
在这方面，Gd2Zr2O7更具有优势，它的热膨胀系数是1.1×10−6 K−1 。
因为基体和粘结层都具有相当高的热膨胀系数(大约15×10−6 K−1)，由于工作过程中TBC中靠近粘结层的位置的应力堆积使得裂纹能很容易的扩展。
这可能就是为什么La2Zr2O7 和Gd2Zr2O7 单独作为陶瓷顶层材料时TBC的寿命很低的原因。
在双层系统中（图1）,有一层YSZ层和一层由烧绿石材料制成的顶层。
这种涂层在热循环测试中的寿命显著提高。
图1 锆酸镧/YSZ双层结构热障涂层的光学显微结构在这种双层结构中，YSZ使它具有接近粘结层的韧性，顶层的烧绿石材料使涂层拥有低烧结和高温稳定性。
这些基于烧绿石/YSZ的双层系统表现出的比YSZ优秀的高温性能从而有望应用于提高燃气轮机的热性能。
图2 是使用以NiCoCrAlY为粘结层，IN738为基材并采用不同TBC系统进行喷涂的燃烧器所得到的实验结果。
在给定的循环条件下（5分钟加热，2分钟冷却）低空率的YSZ系统（大约12%）在1350℃以上时寿命明显降低。
由于以上原因，单层的TBC系统的表现更差。
在尤利西研究所，由La2Zr2O7 粉末通过喷雾干燥制成的双层系统表现的更好并且能够提高TBC系统的高温性能超过100K。
如果把之前实验中的试样换成商用Gd2Zr2O7 ，表现出的性能上稍差。
另一方面，尤利西研究所使用不同粉末的实验显示它有一个很好的循环寿命（看图2）。
很明显，粉末的形态和成分对涂层的性能有重要的影响。
图2 把表面温度作为函数，不同TBC的系统的燃烧室热循环测试结果尽管很多烧绿石材料相比于钙钛矿结构材料，使用热喷涂方法更容易处理，但仍存在一些问题。
其中之一就是在喷涂过程中成分的损失。
由于La2Zr2O7 中损失La2O3，导致不稳定ZrO2 的杂质相。
这是不利于涂层的性能的。
尽管双层系统的高温性能很有前景，但还是有必要提升它的中文性能。
Chen 提出分级YSZ/La2Zr2O7 结构能够稍微提高熔炉的循环寿命。
另一方面，R. Vassen 的一个梯度测试研究结果说明于分级结构相比，双层系统的性能比较好。
这两个相对立的结果可能是由于在梯度测试中，室温时涂层中的平均应力和储存弹性能量相比等温测试时有所降低所造成的。
由焙烧粉末（50% La2Zr2O7 50% YSZ）混合制成的YSZ和La2Zr2O7 双层系统的化学稳定性研究中，在1250℃以下的煅烧温度没有反应，这意味着La2Zr2O7 和YSZ 由很好的化学适用性来制造双层TBC系统。
另一方面，烧绿石与铝的反应温度提高。
因此，在长期使用过程中，粘结层上形成的氧化皮（铝基，所谓的热生长氧化层(TGO)）与烧绿石之间的反应是能预料到的。
然而，这个问题由于双层结构而被避免了。
一些伴有腐蚀物的特定反应在一些案例中也许也是有好处的。
最近，所谓的CMAS（钙-镁-铝-硅）攻击已经备受关注了。
首先，在航空发动机高温作业时能够观察到这种损坏机制，由空气细碎片的吸入形成CMAS在TBC上沉积。
在很高的表面温度下他们开始液化并且渗入到涂层中。
在冷却过程中，它们凝固并且减小涂层的应变公差。
像Gd2Zr2O7的一些烧绿石能够与硅酸盐发生反应导致晶化，CMAS的渗透也会很早的停止。
因此，相比YSZ，一些烧绿石能更好的对抗CMAS。
三、TBC的缺陷群在这种新型的TBC材料中，向氧化锆中参杂不同的稀土阳离子。
这种参杂形成参杂物聚集群像ZrO2–Y2O3–Nd2O3(Gd2O3,Sm2O3)–Yb2O3(Sc2O3)系统，能够降低大概20 to 40%热导率。
对于5.5 mol% Y2O3–2.25 mol% Gd2O3–2.25 mol% Yb2O3稳定的氧化锆其热导率从ZrO2–4.5 mol% Y2O3DF的2.3 到2.6 W/m/K降低至1.6–1.9 W/m/K.。
对于8.5 mol% Y2O3–0.75 mol% Gd2O3–0.75 mol% Yb2O3稳定的氧化锆其热导率为1.8 and 2.1 W/m/K。
此外，参杂物能够提高涂层的热稳定性。
与传统的YSZ相比，缺陷群集TBC的热导率随时间的增加显著地降低(例：1315℃时，传统YSZ热导率为2.9×10−7，缺陷群集TBC热导率2.7×10−6 W/m Ks)。
这证明了它能够提高涂层的热稳定性。
在相近的参杂物水平下，与传统的YSZ相比，它的热循环性能有所提升或与之相近。
使用氧化锆或者氧化铪缺模型的缺陷群聚方法使高达1650℃的耐高温能力成为可能。
对于更高的参杂等级，立方相很稳定。
同传统的7–8 wt.%氧化钇稳定的氧化锆相比，由于韧性的降低我们能观察到它热循环性能有所降低。
同烧绿石的讨论相似，双层结构能够显著改进其性能。
在1135℃，进行45分钟/15分钟加热/冷却循环，涂层热循环寿命从300-400次提升到500-800次。
四、六铝酸盐磁铁铅矿结构的六铝镧酸盐常被用于激光技术、催化剂和磁学等领域。
由于它的高熔点，高热膨胀系数，低热导率，优秀的长时间电阻烧结和高达1800℃结构稳定性等特点，这类材料在热障涂层应用中也有其优越性。
它的组成式是(La,Nd)MAl11O19，其中M可以是Mg Mn Zn Cr Sm 。
实验证明添加Li对其有利。
其中最令人关注的是(La,Nd)MAl11O19，根据它的热物理性能和APS中出现的问题已被广泛的研究。
由于从熔融态快速淬火，大气等离子喷涂涂层是部分非晶态。
根据初始热处理再结晶发生在800℃到1200℃，它伴随涂层体积的大幅度降低。
大量关于六铝酸盐参杂物的热物理性能的研究说明LnMgAl11O19 (Ln=La, Gd, Sm, Yb)的热膨胀行只与La有关，而热导率可以通过共参来降低。
体积收缩归功于部分非晶六铝酸盐的晶化。
这与逐步相变有关，包括由La–Al–Mg氧化物体系中形成的第二相。
六铝酸盐相在1500℃以上形成。
在1400℃以下能够观察到像LaAlO3这样典型的钙钛矿相。
类似的结论也出现在更简单LaAl11O18六铝酸盐中，由于动力学效应，在1650℃以下没有发现纯六铝酸盐相。
我们认为低杨氏模量和高断裂韧性是这些涂层热循环寿命较长的原因。
这主要是因为六铝酸镧片晶的随机排列，这是均衡的微孔率的成因并降低了陶瓷的热导率。
这种片晶形态依赖于样品的来源和成分。
高横纵比的片晶使它的断裂韧性更高。
再结晶现象被认为是等离子喷涂沉积的六铝酸盐涂层最主要的缺点。
人们一直在寻找它的代替方法。
不幸的是，在溶胶-凝胶或浸渍技术中煅烧时温度的要求和电子束物理气相沉积中Mg的挥发会给沉淀过程带来一些困难，然而，等离子喷涂六铝酸盐涂层能生长出切割裂纹网络，这增加了涂层的应变公差进而产生了一个热冲抗力，在TBC应用中这是很有利的（见图3）。