热障涂层(TBC)被广泛用于提高航空发动机和先进燃气涡轮机的效率。因其低的热导率和良好的化学稳定性，在保护涡轮叶片、热端部件等高温工况部件方面表现出了优异的性能。近年来，随着涂层制备技术的进步，TBC也被用于大功率低散热内燃机热端部件的保护。本课题在内燃机活塞用的典型材料铸铁(QT-500)基体上制备了双层结构的TBC，其中粘结层(BC)为NiCoCrAlY而面层(TC)为ZrO2-8wt.%Y2O3。化学镀镍合金镀层因其具有优良的物理和化学性能，在工程上获得了广泛应用。为了研究铸铁表面镀镍层对8YSZ热障涂层抗热震性能的影响，在QT-500基体上制备Ni-P合金镀层，分别采用大气等离子喷涂(APS)、超音速火焰喷涂(HVOF)制备TBC。采用热循环试验评价TBC的抗热震性能，利用扫描电镜(SEM)、X-ray衍射、EDX分析等实验手段研究化学镀Ni-P对热障涂层元素扩散和热震失效的影响。研究表明铸铁基体上双层结构热障涂层的热循环寿命约为1000次，其热震失效方式表现为陶瓷层发生大面积整体剥离。双层结构涂层中的贯穿型纵向裂纹扩展至基体表面后，在基体表面生成了主要由Fe和Si的氧化物组成的氧化区,该区域内并未进一步形成连续而致密的氧化膜，而是形成了条状氧化物，随着热循环时间的延长，条状氧化物破坏了基体的连续性，从而降低了基体的承载能力，在交变应力的作用下易发生开裂，且基体表面的氧化区不断向基体内部扩大，削弱了涂层与基体的结合力，加速了TBC的失效。铸铁基体上加入了化学镀保护层后，热障涂层经过约1400次的测试，试样表面的陶瓷层仍旧比较完整，其热震失效形式为边角局部剥落，这主要是因为化学镀镍层大幅度提高了基体的抗氧化能力，同时，在镀镍层两侧界面位置发生了金属元素的互扩散，这使得喷涂界面在机械结合的基础上出现了类冶金结合现象，提高了界面结合力以及涂层抗热震性能。在镀层失效的区域，粘结层和镀层界面处以及镀层和基体界面处均生成了具有双层结构的氧化物，而致密的Ni-P合金镀层的存在，有助于阻止氧的扩散，防止基体金属的进一步氧化，从而使基体金属得到很好地保护。综上所述，以化学镀层作为热障涂层与铸铁基体之间的过渡层是提高涂层抗热震寿命的一种可行的技术方案。