航空发动机的发展是国防科技水平的重要体现,热障涂层由于隔热性能佳,可以有效保护航空发动机涡轮叶片,减少其受热气流冲击,提高发动机的热效率。而经典的氧化钇稳定氧化锆（YSZ）热障涂层（TBCs）自20世纪70年代以来一直应用于航空发动机行业。但是由于操作温度不断升高,TBCs正遭受着被称为钙镁铝硅酸盐（CMAS）的熔融外来沉积物的侵蚀。熔融CMAS烧结YSZ表层,引起YSZ相变,产生体积变化,缩短了TBCs的使用寿命。而多数研究者都专注研究CMAS腐蚀大气等离子喷涂（APS）制备的热障涂层,因为其制备工艺简单且制备费用便宜,而电子束物理气相沉积法（EB-PVD）制备的热障涂层由于其柱状晶结构其实更容易被腐蚀。而在最先进的TBCs抗CMAS/VA腐蚀的技术中,使用氧化铝材料已被广泛证明可以防止CMAS的降解,也是最常用的材料。本研究通过改变靶材成分,添加氧化铝在7YSZ靶材中（0.5 wt.%,5 wt.%,20 wt.%,85 wt.%,100 wt.%的Al₂O₃）,使用EB-PVD制备得到0.5Al₂O₃改性YSZ/YSZ和Al₂O₃/YSZ双层涂层。使用比CMAS成分更复杂的真实火山灰来研究掺氧化铝涂层的抗腐蚀效果,探究氧化铝对于TBCs腐蚀的缓解机制。主要研究内容和结果如下:（1）与YSZ靶材的融化峰值相比,在掺氧化铝的YSZ靶材中随着靶材中氧化铝添含量的增加,峰值温度越高。与靶材粉末混合高温下反应后,形成钙长石（CaAl₂Si₂O₈）、磁铁矿（Fe₃O₄）、尖晶石(Al_1.75Mg_0.889Mn_0.351O₄)为反应产物,三个产物的熔融温度均高于所研究的火山灰的熔化范围（1071°C¹251°C）,由于新的熔融产物温度高于涡轮部件表面工作温度,可以显著抑制火山灰的熔融和渗透。（2）通过EB-PVD设备制备多种氧化铝改性YSZ涂层,制备前期需要进行基底表面磨光和喷砂,对于基底温度和基底转速等制备工艺参数进行了探索,根据这些经验制备出0.5Al₂O₃改性YSZ/YSZ和Al₂O₃/YSZ双层涂层两种具有双层结构的新型涂层,通过扫描电镜观察,发现底层YSZ涂层在结构上和Al₂O₃顶层或掺0.5 wt.%Al₂O₃顶层衔接完整,涂层界面光滑,两层涂层的柱状晶粒尺寸基本一致。（3）对YSZ、0.5Al₂O₃改性YSZ/YSZ、Al₂O₃/YSZ双层涂层同时在1150°C下使用VA腐蚀1 h和3 h,YSZ涂层在1 h就已经被火山灰填满柱状晶间隙,在3 h的腐蚀后,火山灰已经深入到YSZ涂层的底部;而0.5Al₂O₃改性YSZ/YSZ双层涂层防止了VA进入YSZ层,Al₂O₃/YSZ双层涂层则将火山灰完全隔绝在氧化铝层上。从TGO厚度、杨氏模量、涂层表面物相分析来看,0.5Al₂O₃改性YSZ/YSZ和Al₂O₃/YSZ双层涂层的TGO厚度和杨氏模量的在VA腐蚀后的性能表现均优于YSZ涂层。