本發明提供了一種金屬表面熱防護涂層結構及其制備方法、復合材料。所述金屬表面熱防護涂層結構包括由內而外依次設置于所述金屬基體表面的微弧氧化過渡層和陶瓷涂層,且所述陶瓷涂層包含由內至外熱膨脹系數和熱導率呈梯度下降的多個子層。本發明提供的熱防護涂層結構,外層陶瓷涂層設計成熱膨脹系數和熱導率呈梯度變化的多層復合結構,從而降低涂層之間的熱膨脹差異,緩解基體與涂層之間的界面應力,增加涂層整體結構的穩定性。另外,在金屬基體與陶瓷涂層之間引入微弧氧化過渡層,也能夠有效緩解金屬基體與陶瓷涂層之間的應力,同時還提高了陶瓷涂層與金屬基體之間的結合力。
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