稀土氧化物掺杂氧化钇稳定的氧化锆（Yttria stabilized zirconia,YSZ）热障涂层相比传统的8YSZ（8 wt%Yttria stabilized zirconia）热障涂层具有更优异的耐高温、耐氧化、隔热性良好等性能,在工业领域尤其是航空航天等具有高温服役的工作环境下得到广泛的应用。其中,CeO2相对成本较低制备方便,在8YSZ中掺杂可提高涂层在高温环境下的性能。采用超音速等离子喷涂（supersonic atmospheric plasma spraying,SAPS）制备的涂层相比普通等离子喷涂（atmospheric plasma spraying,APS）具有结合强度高、孔隙率低等特点。本文采用高效能超音速等离子喷涂系统制备了NiCoCrAlY为金属粘结层和以20 wt%CeO2+80 wt%（8YSZ）为陶瓷隔热层的双层热障涂层,对涂层微观组织及其力学与热学性能进行了分析表征,并与传统8YSZ热障涂层进行对比。研究结果表明:（1）CeYSZ涂层在制备过程中颗粒熔化及飞行粒子铺展情况较好,涂层表面较为平整,孔隙及裂纹较少;而8YSZ涂层表面较为粗糙,孔隙较多且孔隙相对较大。涂层内部CeYSZ更为紧密,缺陷较少,孔隙率为2.1%,8YSZ未熔颗粒较多,大孔隙多为未熔颗粒及半熔颗粒的互相堆垛而成,孔隙率为3.8%。两种涂层的原始涂层中ZrO2相均为非平衡四方相t′相。（2）在500℃-1000℃下,CeYSZ涂层的热导率为1.117-1.237 W/mk低于8YSZ涂层的1.287-1.375 W/mk。稀土CeO2的掺杂使得涂层的热导率更低。CeYSZ涂层在1300℃高温下保温100小时后,其ZrO2相为t′相,没有发生相变,比8YSZ涂层更稳定;其100小时氧化增重约为1.1×103g/m2,约为8YSZ的1/2,其TGO生长相对缓慢,TGO层较为平缓。而8YSZ涂层长时间在高温下,涂层内部产生了相变,一部分t′相转化为c相及m相,TGO层的凸峰较多因此氧化增重较多,TGO附近还伴有大量裂纹。在1100℃下进行的燃气冲蚀实验中,CeYSZ热循环次数为1000次时涂层未失效,而8YSZ循环至230次时涂层已经剥落失效。（3）对两种涂层进行了结合强度的测试,CeYSZ涂层的结合强度为50 MPa,8YSZ涂层的结合强度为43.3 MPa。在常温与高温下分别对涂层进行了硬度测试,CeYSZ涂层硬度分别为485.85 HV0.2与299.90 HV1,8YSZ涂层硬度分别为556.15 HV0.2与308.80HV1。在高温摩擦磨损实验中,CeYSZ涂层的耐磨性约为8YSZ涂层的2倍,涂层的磨损方式有磨粒磨损、疲劳磨损和粘结磨损。由于CeYSZ涂层内部结构致密,孔隙较少,使得涂层耐磨性更好。