热障涂层(TBCs)是研制高燃油效率、高推重比、低碳清洁排放先进航空及地面燃气轮机的关键技术之一,主要采用大气等离子喷涂(APS)与电子束-物理气相沉积(EB-PVD)方法制备。APS TBCs应变容限低、服役寿命短;EB-PVD TBCs应变容限高、服役寿命长,但是制备成本高昂。研究表明,热喷涂纵向裂纹(deep vertically cracked, DVC,垂直基底界面方向连续扩展长度大于涂层厚度的1/2)的植入能有效提高热障涂层的应变容限与高温热循环寿命。传统APS DVC结构TBC的纵向裂纹密度通常在3-5cracks/mm,制备工艺苛刻、基底预热温度高对高温合金基底造成氧化疲劳损伤、以及涂层空隙率低热导率高等特征限制了APS DVC结构TBC的制备和应用。新型悬浮液等离子喷涂(SPS)可用于制备DVC结构TBCs。SPS方法可以实现高纵向裂纹密度与涂层较高孔隙率的协同制备,大幅降低DVC结构热障涂层制备过程中对高温合金基底的氧化疲劳损伤,在YSZ及诸多新型高温热障涂层材料DVC结构涂层制备上具有传统APS方法难以比肩的优势,具有重要应用前景。本文将介绍我们在SPS DVC结构热障涂层制备及性能调控上开展的系列工作,探讨悬浮液性质、等离子焰流物理特性对高纵向裂纹密度结构YSZ热障涂层沉积的影响与调控机理,为深化对SPS涂层特殊组织结构形成机理的认识、推动SPS在高性能TBCs制备上的发展提供工艺技术参考。