热障涂层是基于陶瓷材料具有化学稳定性好、高的熔点和低的热导率，陶瓷涂层含有一定数量的孔隙率，因而使热障涂层成为很好的高温隔热材料。仅200~400um厚的热障陶瓷涂层就能使金属零件表面的温度降低200多度，常用的热障涂层材料有Y2O3/ZrO2，MgO/ZrO2。

氧化铝类陶瓷的性能和应用特点

     熔点在2000摄度以上的氧化物中，氧化铝是最变通、最便宜的材料。它在自然界中资源丰富，一般以两种形式存在。一种称为天然刚玉，即a-AI2O3，带色的红宝石和蓝宝石就是刚玉的不同变体，另一种是铝土矿。

    热喷涂用的氧化铝粉末是经熔练粉碎后获得的高纯度a-AI2O3o a-AI2O3晶型是各种变体中最稳定的六方结构，耐热循环性较好。
    氧化铝可广泛地用作隔热涂层、耐高温涂层、耐磨涂层和绝缘涂层，在做隔热涂层时，应采取用镍铬合金或镍包铝作为过渡层，以提高结合强度并保护工件基体不被氧化或腐蚀腐蚀；作为耐磨涂层时，喷涂时应提高功率，以保证粉末充分熔化，降低涂层材料。如应用于高炉风口和渣口可提高其使用寿命；用于火箭和喷气发动机喷嘴以防止高温气流喷射的侵蚀；近年已有用于防止化学介质腐蚀的例子。
    但是，氧化铝涂层不能承受冲击载荷和局部碰撞，否则会造成涂层的损伤和脱落。为改善氧化铝的性能，提高涂层的致密度，常常将其与氧化钛等混合或与镍铝复合，其涂层韧性与耐冲击性能比纯氧化铝好。例如在氧化铝中加入一定量的TiO2、Cr2O3、SiO2制成的涂层，不会因加热，冷却而发生相变。因此，涂层和工件基体的综合性能和耐热循环性能可得到提高。

 氧化铬陶瓷的性能和应用

   氧化铬（Cr2O3）是一种墨绿色的粉末，有金属光泽，属六方晶系或无定形晶体，它的熔点是2265摄度~2435摄度，密度是5.2g/cm3 是一种中性氧化物。等离子喷涂的氧化铬涂层化学性能十分稳定，不溶于酸、碱、盐及各种溶剂，具有优异的耐介质浸渍腐蚀性能，耐含H2S、SO2等腐蚀性气体的高温冲蚀，对大气、淡水和海水以及光极为稳定，但溶于热的溴化钠盐溶液。氧化铬涂层具有极好的亲水性能，在涂层表面形成一层均匀的水膜。

   氧化铬具有很好的喷涂工艺性能，其喷涂工艺规范宽，对喷涂时产生的过热的敏感性较小，涂层局部发生过热时亦不易开裂。喷涂层十分致密，与基体的结合强度高，容易进行磨削、抛光等机加工。但纯氧化铬粉末的沉积效率较低，因而会使涂层成本提高。采用火焰喷涂或等离子喷涂制备的氧化铬涂层比较致密，涂层不溶于酸、碱和酒精。以适当封闭处理后，涂层可在有化学腐蚀介质的环境中使用。
   可用作540摄度以下耐磨粒磨损、硬面磨损及冲蚀磨损涂层，耐气蚀涂层；250摄度以下化学介质中使用的零部件的抗腐蚀磨损涂层（需经适当的封孔处理），如活塞、柱塞、化工机械轴类、泵密封件、耐磨环、滑阀、汽缸内衬、排风扇、抛光及磨光夹具等；耐纤维磨损涂层，如化纤纺机的导丝轮，摩擦轮，罗拉辊等；导磁耐磨涂层，如录音机磁头等。
   喷涂态的Cr2O涂层呈深墨绿色，遮盖能力很强，在较宽的线外波长范围内具有高而稳定的热辐射率。常用于红外辐射涂层（如电加热管涂层）、高温导磁耐磨涂层等。
   由于该涂层容易进行磨削加工，可以磨削到很小的表面粗糙度，可抛光至镜面，对水有极好的润滑性，亦可用作印刷机水辊等部件的表面耐磨耐蚀的亲水涂层。可采用气稳等离子喷涂、水稳等离子喷涂、超声速等离子喷涂、超声速火焰喷涂、爆炸喷涂及粉末火焰喷涂等喷涂工艺制备涂层。

氧化锆类陶瓷的性能和应用特点

    氧化锆（ZrO2）是从锆矿石中提炼出来的，较纯的氧化锆呈黄色或灰色，高纯的氧化锆呈白色。其熔点2715℃，最高使用温度可达1650℃；热导率在常见的陶瓷材料中最低（RT~1000℃为：1.51W/m.K~2.2W/m.k）。热辐射率小，反射率高。

    氧化锆还具有良好的热稳定性和化学稳定性，是最好的耐热隔热材料。但它的硬度低于氧化铝。氧化锆是多晶态氧化物。它主要有三种稳定的晶型；在低温段（950℃）为单斜相（m）、在中温段（1135~2370℃）为四方相（t），在高温段为（2370~2680℃）为立方相（c）。当t-ZrO2从高温冷却至室温时会发生t-m的相变，同时伴随3%~5%的体积膨胀，产生的压力会形成裂纹，因此热喷涂用氧化锆必须进行稳定化处理，通常采用Y2O37%~8%的半稳定氧化锆（PSZ）作为制备热障涂层用材料。半稳定氧化锆的高温稳定性好，隔热性能好是航空航天应用的最重要的热障涂层材料。
    氧化锆涂层在近2000摄度高温下与石墨等底材料会发生化学反应。如果用钨作为过渡层，可抑制这种高温下的固体界面之间的反应。
    氧化锆是一种酸性涂层，高温下能导电。因此，它用作抗碱性熔渣的浸蚀和高温绝缘的涂层材料往往效果很差。氧化锆电导率高，其特殊的晶体结构，使之成为重要的离子导电材料。如果工件基体材料不是高温抗氧化的材料，则与氧化铝涂层的处理方法相同，需采用镍铬合金或镍包铝作为过渡层，以便保护基体不受氧化。纯的氧化锆是不能用于喷涂的，这是因为纯氧化锆在加热约达1200摄 度再冷却至1000摄度时，其晶体将从单斜型相变成正方形，晶体的相变过程伴随着体积的改变，而这一过程是可逆的，所以，这种涂层在加热、冷却时，容易从基体表面脱落。如果在氧化锆中固溶少量的稳定剂（如，加入氧化钙、氧化镁、氧化钇等），则可抑制这种相变。用于热喷涂的都是稳定型或半稳定型的氧化锆、
    氧化锆硬度中等，耐高速燃气冲蚀性能好，其独特的相变增韧特性，良好的力学性能和热物理性能，使它成为众多陶瓷材料中首选的热障涂层材料。

热障涂层具有什么特点与应用特性

  热障涂层具有较低的热导性，可作为热障以防止基体材料达到其熔点，也具有转移辐射热的作用。其一般特点与应用有：
（1） 在工作环境温度下须耐氧化；
（2） 温度周期性变化将影响涂层的耐热疲劳性和耐热冲击性、温度变化范围愈大和冷却速度愈快，涂层剥落的倾向就愈大；
（3） 涂层和基材料体材料应有相似的热膨胀系数；
（4） 充分考虑暴露的持续时间；
（5） 涂层的辐射率（涂层的辐射能放射率与理想辐射器的辐射能放射率之比）愈低，它作为绝体的功能就愈好；
（6） 低密度的涂层是比较好的绝热体，而且对热冲击的敏感性也较小；
（7） 热障涂层应用在高温炉的感应圈、火箭发动机燃烧室、火箭发动机推进室、钎焊和热处理夹具等；
（8） 热障涂层可采用高温氧化物涂层AI2O3或用CaO、MgO、Y2O3稳定的ZrO2等。