新型单一相的热障涂层陶瓷材料只能在某几种性能上有所提升，但其综合性能远远不能满足当下发动机的服役要求，复合陶瓷的出现有效解决了单一相热障涂层陶瓷材料的不足之处。热障涂层复合材料指通过将两种或两种以上异相的材料进行组合所得到的复合陶瓷材料，复合陶瓷能同时拥有单一组元陶瓷的优点，因此研究复合热障涂层陶瓷材料极为重要，国内外研究者开展了许多关于热障涂层材料的研究，目前主要的热障涂层复合陶瓷类型有以下几：
1.基于氧化锆的复合陶瓷
SuYJ等应用APS技术制备了YAG-YSZ复合涂层并研究其相关的性能。结果表明，YAG-YSZ复合涂层不仅拥有YAG的高温相稳定性，且YAG能将YSZ中的t-ZrO2保持在1200℃以上而不发生相变。OzgurlukY等使用EB-PVD技术在718合金上沉积CoNiCrAlY粘结层，然后再在粘结层上沉积YSZ-GZ复合涂层并研究其抗高温熔盐腐蚀性能，研究发现，1050oC高温下，YSZ-GZ复合涂层中的GZ会先与熔盐发生反应，减缓了熔盐对YSZ的腐蚀，因此YSZ-GZ复合涂层具有比单一YSZ涂层更好的抗高温盐腐蚀性能。
2.基于钙钛矿结构复合陶瓷
作为潜在的热障涂层陶瓷材料，同YSZ一样，钙钛矿的高温相变也限制了该材料的使用，针对这一问题，除了通过采用元素掺杂改性之外，还可通过复合其他热障陶瓷涂层得到性能更好的复合热障涂层材料。Ma等通过对SrZrO3进行GZ的复合，发现当GZ复合含量为30mol%时，复合陶瓷具有较高的热膨胀系数（9.3~10.7×10-6k-1）、较低的热导率（1.1W⸱m-1⸱k-1），且SrZrO3相具有高温稳定性。此外，李英杰等通过将GZ换成LZ后对SrZrO3进行复合得到的复合陶瓷有显著提高的单一相SrZrO3的断裂韧性和抗CMAS腐蚀能力。
3.基于烧绿石结构复合陶瓷
烧绿石结构中，锆酸盐是最具潜力的热障涂层材料之一，其需要解决的问题是提高其热膨胀系数和断裂韧性。解决方法除了上文介绍的对其进行元素掺杂和替换之外，还可通过对其进行其他材料的复合。其中，YuZ等应用3.5mol%的稀土氧化物Dy2O3、Y2O3、Er2O3和Yb2O3稳定ZrO2，得到稳定的t´-ZrO2（YbSZ），然后与GZ复合，并研究复合材料的力学性能。研究发现复合YbSZ的GZ陶瓷的断裂韧性随着YbSZ含量的增加而提高，当复合40mol%的YbSZ后，复合陶瓷的韧性达到1.89MPam1/2，相对GZ提高了45%。王彩妹等通过对GZ进行LaPO4的复合并研究其断裂韧性，结果表明，复合陶瓷的断裂韧性随LaPO4的复合量的增加先增加后减小，当LaPO4的复合含量为30mol%时复合陶瓷具有最高的断裂韧性。
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