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本文以先进燃气轮机涡轮叶片用热障涂层为背景，通过对不同热处理工艺后Ni基高温合金基体/超音速火焰喷涂CoNiCrAlY粘结涂层/等离子喷涂7wt.%Y2O3-ZrO2热障涂层系统的结合强度及热震性能的研究，确定涂层的热处理工艺。分别采用9M型等离子喷涂设备、7700-SG100型以及7700-F4型等离子设备喷涂陶瓷面层获得三种不同组织形貌的热障涂层，进行950℃下的等温氧化和循环氧化，发现涂层长期氧化的氧化物呈层状分布，明确了该热障涂层等温氧化失效始于TGO/陶瓷层界面和陶瓷层表面，深入分析了热障涂层的失效过程、原因以及陶瓷层组织对涂层氧化失效的影响。研究结果对认识等离子涂层氧化过程、氧化失效机理以及叶片的实际生产工艺具有指导意义。粘结层经1120℃，2h以及850℃，24h真空热处理，再喷涂陶瓷面层获得的热障涂层具有良好的拉伸和热震性能，选定为涂层的热处理工艺。氧化初期在粘结层界面生成大量的-Al2O3氧化物，以及少量的Cr2O3、Co3O4。等温氧化100h时，TGO中氧化物的含量急剧增加，-Al2O3不断向-Al2O3转化，TGO生长极其不均匀。等温氧化400h，TGO层分为两层：内层是致密的-Al2O3膜，外层-Al2O3、Cr2O3、Co3O4、NiO以及(Ni,Co)(Al,Cr)2O4等尖晶石类氧化物，并含有大量空洞。950℃下等温氧化1100h时，TGO中存在大量裂纹，部分氧化膜剥落。在氧化过程中，由于Al2O3的形成，粘结层中的-NiAl相不断转化成/相，在粘结层表面之下形成一条不断扩大的贫铝带。在等温氧化中，7700-F4型等离子设备喷涂的C组涂层最先失效，涂层失效方式为：陶瓷层表面轴向开裂和陶瓷层从TGO/陶瓷层界面处剥落。失效过程为：陶瓷层表面的纵裂纹向陶瓷层内部扩展，造成表面的开裂并不断扩大；在TGO凸起处，纵向裂纹形核长大，向陶瓷层表面方向扩展；TGO/陶瓷层界面处和距陶瓷层表面1/3处横向裂纹扩展形成大尺寸裂纹，与纵裂纹交汇连通，引起涂层开裂剥落失效。涂层失效机理为：热生长应力、热膨胀失配应力和相变应力作用在界面薄弱处，驱动裂纹的萌生和扩展，导致陶瓷层开裂剥落。