作为飞机的关键部件,涡轮发动机在航空航天领域扮演着举足轻重的地位。为增进涡轮发动机的转化效率,必须使用热障涂层技术以提升其热端部件的服役温度。燃烧室内部的涡轮叶片服役环境恶劣,根据气动/性能/控制等要求,叶片结构通常被设计为复杂的几何形状。在复杂的型面上,涂层的沉积形式、组织结构会随着型面的改变而产生差异,这些差异往往会影响到涡轮叶片上涂层的服役性能,造成涂层局部产生过早的功能退化甚至失效,严重关系到涡轮叶片乃至发动机整体的性能和服役寿命。为探索复杂型面对涂层结构/性能与沉积机制的影响,本文采用等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）在三种特征化典型型面上（凹型面/凸型面/尖端）沉积获得羽柱状涂层,结合高精度纳米压痕、透射电镜和计算机数值模拟对获得的涂层进行表征,并根据表征结果总结得出了不同型面对YSZ涂层的沉积机制影响,以下是本文的主要结论:（1）在凸型面基体上沉积的涂层,除靠近边角区域的涂层外,微观形貌未发生较大改变,但出现涂层整体倾斜生长现象,倾斜角度范围为9～18°。涂层厚度随喷涂角度的增大而下降,最低为～159.2μm,最高为～284.4μm。凸型面能够显著提高涂层的孔隙率,最高可达21.3%。纳米压痕结果显示涂层硬度由底部至顶部逐渐升高,这与基体为平面时的规律一致,但涂层的平均硬度（919.59 N/mm2）低于平面基体（1007.5N/mm2）。结合数值模拟结果得出,涂层于凸型面上生长时,除受到沿基体法线的生长驱动力之外,还会受到由于粒子迁移现象造成的垂直于基体法线的横向迁移驱动力,这是凸型面影响涂层形貌的关键因素。（2）凹型面基体会对涂层形貌造成显著影响,尤其在靠近凹弧面弧顶的位置,涂层呈现一种稀疏的非典型柱状晶结构,且随着喷涂角度的提高,涂层逐渐恢复典型柱状晶形貌。同样的,位于凸面上的涂层出现了角度范围为8～20°的倾斜现象。涂层厚度随喷涂角度的增大先下降后上升,涂层厚度最高为～200.1μm,最低为～159.6μm。越靠近凹弧面弧顶位置,涂层孔隙率越高,最高可达32.4%。纳米压痕结果显示,该区域涂层硬度变化不同于平面与凸型面涂层,其中部快速生长层的硬度远低于顶部与底部。模拟结果显示凹弧面弧顶位置遭受多个方向无规则的等离子乱流的冲击,而凹型面上其他区域承受的射流冲击混乱程度随喷涂角度的提高而降低。（3）在尖端试样上沉积的涂层,其单个柱状晶垂直于弯角面切线方向生长,涂层整体结构呈现射线状扩散。涂层平均厚度（309.8μm）高于平面基体,孔隙率（10.1%）相比于平面基体无较大差异。纳米压痕数据显示,尖端试样涂层的平均硬度为978.15N/mm2,其硬度演变规律与平板基体上沉积的涂层一致。模拟结果显示尖端部位等离子射流流速高,单位时间内更多的气相原子材料会流经基体并被吸附,因此尖端结构处的涂层生长良好,厚度较高。（4）经过60次水淬实验后,叶盆的中心区域开始出现一些不太明显的点蚀坑,随着水淬实验的进行,叶盆区域涂层的点蚀坑逐渐扩大,待到90次时,点蚀坑扩大至一定程度后互连接造成小规模的涂层剥落。水淬实验进行至130次时,叶盆中心区域涂层由小规模的剥落转变为大规模的剥落,剥落的涂层占叶盆区域涂层总体的40%。而叶背仅在130次水淬实验时出现轻微裂纹,叶尖区域一直保持良好。通过研究发现,不均匀的硬度分布、低的杨氏模量和高的蠕变系数是导致涂层提前失效的主要因素。