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本论文利用等离子体喷涂技术在铜及其合金基体上制备1mm厚的钨涂层，并对其进行了性能优化分析和高热负荷特性实验研究，讨论了钨涂层在不同热负荷加载条件下的失效行为。
为了提高涂层的结合强度和缓解界面应力集中效应，首先对涂层与基体间的适配层进行选择和优化。W/Cu、Ti、NiCrAl候选适配层中，W/Cu适配层能有效的提高界面结合强度，其值高达44.8MPa，而其他两种材料导致较差的界面结合。ANSYS有限元分析证明适配层能有效的降低界面应力集中，其中W/Cu适配层导致最大应力的降幅达23％。进一步分析发现，对1mm钨涂层，0.1mm、25vol.％W/Cu是最优化的中间适配层结构。等离子体喷涂功率对钨涂层自身性能有较大影响，较高的喷涂功率(>40kW)有助于改善钨粒子的熔化状态；而Ar/H2变化对涂层性能有较小的影响。
真空、大气等离子体喷涂(VPS，APS)钨涂层的电子束热负荷性能实验研究发现，VPS—W涂层表现出优异的热负荷性能，能够承受10MW/m2的能流密度，在6MW/m2时经过150周的实验后仅在表面出现裂纹损伤。而APS-W涂层在7.5MW/m2表面出现明显裂纹，10周后材料失效，这主要是由于涂层内氧及其化合物降低了涂层的力学性能所致。0.6mm厚的VPS-W涂层限制器在5MW/m2能够承受38周疲劳测试。同时，热负荷实验也发现，涂层表面形貌对涂层性能有较大影响：“歧异点”可能引发“hot spot”，而最终导致涂层失效。
HT-7等离子体与PS-W涂层相互作用过程中，钨涂层表面出现沿晶裂纹、溅射和再沉积行为，但与粉末冶金钨材料相比，多孔性不仅减轻了涂层的损伤程度，而且降低了起泡的机率。
利用电子束热负荷实验装置和Nd：YAG高能激光器对VPS－W涂层的失效行为进行研究。在稳态热负荷加载条件下，涂层内部或界面处破坏是钨涂层失效的主要原因，涂层分层、开裂或脱落是主要的失效形式；而在瞬态高热负荷加载条件下，表面熔化、蒸发等破坏导致涂层失效。