随着航空航天领域飞行器推重比的不断增大，燃气轮机热端部件的服役温度越来越高。燃气轮机热端部件的表面温度主要由不同的冷却技术和热障涂层控制，虽然空气冷却是必要条件，但是由于冷却空气直接取自压缩机，而压缩机的输出功率是有限的，因此对部件表面热障涂层的隔热性能提出了更高要求。而热障涂层的隔热效果与表面陶瓷层的厚度成正比。有报道指出，涂层厚度每增加25.4μm，隔热性能可以提高4~9℃。另外，当使用厚热障涂层代替薄涂层时，在保证金属基材同等温度的条件下，能够显著降低热端部件所需冷却空气的使用量。厚涂层与薄涂层在结构和性能方面存在着较大差异，因此研究厚度变化对等离子喷涂热障涂层的结构、力学性能以及抗热震性能的影响，对厚涂层研究具有非常重要的理论和实际意义。然而目前关于厚度变化对热障涂层结构以及性能的影响方面的研究较少。实验发现，不同厚度的8YSZ 涂层均由非平衡的四方相（t′-YSZ）组成，且断面呈现出明显的层状结构。随着厚度的增加，涂层中逐渐产生了明显的网状纵向裂纹和边缘界面裂纹。这种结构差异的主要原因可能是，熔融粒子沉积过程中，陶瓷层和粘结层热膨胀不匹配产生的热应力以及熔融粒子急剧冷却收缩而产生的淬火应力随着涂层厚度的增加而增大，使得裂纹萌生并扩展。涂层的表面显微硬度以及截面显微硬度都不随厚度的增加而发生显著变化，并且各厚度涂层的显微硬度在截面上都分布均匀。涂层的结合强度随涂层厚度的增加而显著降低，这可能主要是由于较厚的涂层在纵向裂纹形成过程中形成横向分支裂纹，从而降低了涂层的内聚强度所致。在热震试验过程中，三种厚度涂层皆以界面开裂的形式失效，陶瓷层都没有发生相变，且TGO层的厚度非常小（<2 μm），因此，这种界面开裂的主要原因可能是陶瓷层与粘结层热膨胀不匹配。可以将涂层抗热震性能随厚度增加而降低的原因归结为以下两个方面：一方面，较厚的涂层在沉积过程中产生了比较明显的边缘界面裂纹，因而在后续的热震试验中，原有裂纹容易进一步扩展，发生失效；另一方面，在热震试验过程中，较厚的涂层网状纵向裂纹密度较小，涂层的应变容限和柔量较低，导致涂层寿命较短。
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