前文中有提到过目前的热障涂层（TBCs）用的比较多的结构是双层结构，而TC层的主要目的就是要有好的隔热效果来保护基底，所以热障涂层要选用性能好的材料。对材料提出了下列的要求[7]：

1）高熔点，

2）低密度，

3）较高的热反射率，

4）良好的抗热冲击性能，

5）较低的蒸汽压，

6）不弱的抵抗高温氧化的能力以及抗高温腐蚀的才能，

7）较低的热导率，

8）比较高的热的膨胀系数；在过去的几十年里，涡轮发动机因为要在高温环境下工作，所以涡轮发动机的发展受到材料发展的限制[8]，速度比较缓慢。航空发动机出现的时间比较早，最早可以追溯到20世纪40年代，根据时间发展的顺序，可以把热障涂层划分为三个不同的时代[9]：第一代是采用铝化物作为材料的涂层，但铝原子扩散快，所以这种涂层寿命比较短暂，根据第一代的模板，出现了第二代改进后的铝化物涂层，随着技术的发展，紧接着，第三代热障涂层材料接踵而至，在20世纪80年代，涂层也变得可以调整，能在更高的温度条件下工作，克服了传统铝化物的缺点，并且普遍地用在金属粘结层

中。Pratta&Whitney公司[9]研究热障涂层的历史的过程如表1。这个表也就反映了近代热障涂层的发展历史。我们发现，航空航天技术和普通大众所用的技术经过不断地完善和发展，根据这一发展趋势对于部件耐高温的要求也越来越高，此时已经超过所能忍受的最高温度。在燃料涡轮机室的加热部件（例如喷嘴，叶片和燃烧室）的恶劣环境中，当它们处于诸如高温氧化和高温气流冲击的恶劣环境中时，耐高达1100℃的温度，超过可在高温下使用的极限温度（1075°C）[10]。金属凭借它出色的韧性和强度以及陶瓷所具有的忍受高温的优点可以解决上述问题，这可以就可以起到隔绝热量，抵抗氧化和防止受到腐蚀的作用。目前，该材料的热障涂层已被广泛地用于油汽轮机，柴油发电机以及飞机上的喷气发动机等热端材料，增加了热端部件的使用年限[11]。

表1Pratta&Whitney公司研究及应用热障涂层的历程而目前用来制备热障涂层的材料主要有两种：一种是用氧化钇稳定过后的氧化锆（YSZ）用稳定好的材料作为其制作材料，通常被称作“陶瓷钢”，目前YSZ作为常用的热障涂层材料在燃气轮机方面广泛使用，如图1-1。但是，随着时间的推移，未来对于温度的要求肯定越来越高，而YSZ在1443℃以上容易发生相变，所以我国率先研究出了新型的热障涂层材料—稀土锆酸盐R2Zr2O7，这种材料的熔点高达2573℃，能表现出良好的热稳定性，比如在航空发动机中就广泛使用，据报道，在很多发达国家，很多船上用的以及陆地上用的燃气轮机都需要热障涂层材料（TBCs），因为需求量大，每年用在TBCs上的氧化锆材料就高达300吨，并且每年的氧化锆需求量呈向上增长的趋势，在未来技术发展越来越成熟的将来，热障涂层将有广阔的前景。

目前最先进的抵抗高温载的防护涂层有很多，其中比较先进的有热障涂层（TBCs）。目前咱们所研制出的TBCs涂层能够有效地抑制高温对发动机的影响并且同时也能使发动机更好地工作，对于发动机的影响十分巨大。TBCs也是双层结构的典型之一，双层都包括了金属粘结层和陶瓷顶层，但是存在显而易见的缺点，因为双层结构十分简单，但是由于金属和陶瓷之间的温度差异十分巨大，所以时间用长了就容易从粘结的地方脱落。相对于热障涂层来说，最重要的指标莫过于热导率、热膨胀系数以及高温工作环境下稳定的性能。