本文采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在高温合金K444基体上制备了CoCrAlY粘结层和Y203部分稳定的氧化锆(YSZ)双层结构的热障涂层。对该热障涂层进行了高温氧化、热腐蚀和热震实验,结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)等表征手段,较系统地研究了实验前后涂层物相、组织结构变化和元素扩散规律以及涂层抗高温氧化、热腐蚀和热震性能。研究结果表明,涂层在200h的高温氧化过程中属于完全抗氧化级别,在陶瓷层-粘结层界面生成一层以A1203为主的致密的热生长氧化物(TGO)。在TGO下方靠近粘结层一侧出现贫A1区,并伴随有内氧化。在0～120h氧化过程中TGO厚度和贫化区宽度随氧化时间的增长而增厚,最厚时达2.28μm(120h),随后TGO发生减薄,减薄原因与50h和160h出现的失重现象均与挥发性氧化物的产生有关,在柱状晶间隙观察到Co、Cr氧化物的嵌入。氧化200h时陶瓷层出现少量单斜相,局部出现碎化和鼓泡,凸起部分与平整陶瓷层晶粒存在明显取向差异,裂纹在该处萌生扩展。在200h的高温氧化过程中,粘结层-基体界面处的元素互扩散带会随着氧化时间的延长而变宽,进入基体的富A1相发生连接长大和形貌变化。热腐蚀在60h前缓慢腐蚀,60h后开始加速腐蚀,陶瓷层在悬孔和边缘有剥落变黑现象,但整体完好。YSZ中的Y203与混盐反应生成YV04,陶瓷层孔隙率先减小后增大。在陶瓷层-粘结层界面生成的TGO以A1203为主,该TGO较薄,可能是腐蚀产物的填充阻碍了氧气的渗透。熔盐渗透进入到粘结层内部,但含量很少,不能完全破坏A1203阻挡层,TGO起到了阻碍腐蚀介质进一步向内渗透的作用。粘结层-基体界面的扩散规律同高温氧化,但没有高温氧化明显,各层及界面未观察到失效现象。热震循环过程中,除边缘和悬孔极端位置有轻微剥落外,涂层试样整体宏观保持完整,涂层表面局部出现凸起,随热震循环次数的增加,凸起的尺寸和数量增加。部分凸起剥落至粘结层,并发生氧化变黑。热震过程中高温氧化形成的TGO以A1203为主,随着热震循环次数的增加,TGO厚度不断增加,热震100次后达到3.11μm。贫A1区宽度随着热震循环的增加向粘结层内部扩展。粘结层-基体界面的扩散规律同高温氧化,但较高温氧化程度加深。在热震循环中并没有观察到涂层失效。结合该热障涂层在高温氧化、热腐蚀和热震试验中的表现可知该涂层具有较好的综合性能,能够有效应用于燃气轮机中达到保护基体合金抵抗高温氧化、热腐蚀以及热震循环的破坏作用。