等离子喷涂技术被广泛地引用在航空航天、汽车、汽轮机等需要耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电隔热、减磨和密封等严苛工况领域.绝大多数的各类工作气体介质的等离子体都处于湍流的状态，周围冷空气的大量卷吸，造成巨大的噪音(>120dB)，射流的轴向温度梯度很高，气流脉动性很强，对周围冷空气的卷吸严重.导致加工过程中的重复性和可调控性比较差，操作人员的工作环境恶劣.直流等离子体射流的另一种工作模式是层流状态.在层流状态下，等离子体束准直、能量集中，射流的长度随发生器电源特性呈现规则的变化.具有温度高、温度梯度小、高温区长、噪音小的特点.层流等离子体在材料加工特别是热喷涂方面展现了优异的潜质，本文从层流等离子体物理性质的数值模拟入手，将其看成是连续的磁流体介质，从而获得等离子发生器内部和外部射流的温度场，速度场，冷空气的质量分数等基础物性参数.而后获得层流等离子体喷涂过程中粒子的传热与传质规律，揭示其对涂层性能的影响.利用层流等离子射流制备YSZ热涨涂层，推广这项新技术在等离子喷涂方面的应用.研究结果表明，使用层流等离子射流可以在喷涂距离130mm-300mm的大跨度范围内形成稳定的YSZ陶瓷涂层；粉末颗粒在层流等离子体中经历长时间的加速和加热，融化状态远好于传统的湍流等离子束；涂层横断面伴随一定间隔的垂直裂纹，表面形貌表现为沿喷枪走向规则分布的团簇状突起，垂直裂纹围绕团簇突起的外围规则分布；不同喷涂距离下涂层的结构呈现高度的规律性和可复制性，喷涂射流具有高效的粉末利用效率和精准的成型位置.最终形成的涂层热导率在1.3-1.8 W m-1 K-1之间.