热障涂层是材料研究领域中一个重要方向.热障涂层的发展极大拓展了传统材料的应用范围;铝合金在目前在航空航天领域具有广阔的应用范围,但是铝合金自身的缺点又限制了它的进一步应用,所以在铝合金表面制备一层陶瓷涂层是充分发挥铝合金优点,弥补缺点的有效途径之一.该研究通过运用热传导原理,设计出了一种测试微米级涂层热导率的方法,并获得了涂层热导率.以有限元方法,对涂层在稳态和瞬态热负荷情况下温度场进行了模拟和分析.直接测试微米级涂层热导率非常困难.通过测试没有涂层的基体和有涂层的试件热导率,能够计算出制备涂层热导率.实验证明这种方法是可行的,而且也是有效的.通过对涂层材料热导率理论分析得出,以Al<,2>O<,3>和ZrO<,2>为主要成分的涂层热导率随温度的升高而降低.气孔以及微裂纹对于涂层热导率是有影响,但不影响涂层热导率的温度特性.基体以及有陶瓷涂层的试样热膨胀实验表明,它们在三个方向上的膨胀率并不相同,但是都随温度的升高而增加,近乎于线性关系.基体及制备了陶瓷涂层的试样比热容实验表明:比热容随着温度的升高而增加.对制备在铝合金表面的三种微米级涂层进行的实验研究表明,三种涂层具有独特的性质:热导率随着温度的升高而升高,到达最大值,然后随着温度的升高而下降.而且随着温度变化,热导率变化范围也很大:在20℃到200℃温度范围内,白色涂层热导率变化范围是15.28~21.02 W/(m·K);黑色涂层热导率变化范围是9.49~14.75W/(m·K);褐色涂层热导率的变化范围是35.02~51.91W/(m·K).对涂层在稳态及瞬态热负荷下热传导模拟表明:在稳态热负荷下,由于涂层的隔热使基体处于较低温度场中.在瞬态热负荷作用下,由于涂层的隔热使在同一时间点,制备了涂层的基体温度要低于没有涂层的基体;而到达同一温度时,有涂层的基体要滞后于没有涂层的基体.