目前，PVD涂层国内外如乌克兰巴顿焊接研究所、北京航空航天大学、中国科学院金属研究所、东北大学等科研机构对电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)研究较多的是其表面防护技术--制备涂层(热障涂层、耐磨涂层、防腐涂层)，微层材料等。热障涂层的制备可以通过多种途径实现，但从热障涂层技术的发展及应用来看，以等离子喷涂和电子束物理气相沉积(EB-PVD)2种方法为主。由于沉积原理的差异，使得EB-PVD涂层与等离子涂层有着截然不同的微观组织。EB-PVD制备的热障涂层采用化学性结合，而等离子喷涂层制备的热障涂层采用机械锚固的粘结。
　　EB-PVD先在基体上形成1层细小的等轴晶，然后在其上面形成织构和柱状晶。其显微组织由许多彼此分离的柱状晶体组成，且每个柱状晶体又与底层牢固结合(EB-PVD热障涂层典型结构如图3所示)。柱状晶结构能显著提高涂层的应变容限，使涂层的抗热冲击性能明显提高，研究表明等离子喷涂热障涂层的疲劳寿命一般仅为EB-PVD涂层的1/3。另外柱状晶结构也增强了涂层与基底的结合强度。
　　由于EB-PVD涂层制备热障涂层的整个过程都是在真空环境下进行的，可以防止涂层被污染和氧化。与等离子喷涂相比，EB-PVD制备的热障涂层还有与切口表面的粘结力好、抗蚀性好、冷却通道不易堵塞等优点。利用EB-PVD制PYSZ(ZrO2·Y2O3)+MCrAlY热障涂层，是提高发动机推比的一项关键技术。
　　由于EB-PVD几乎可以蒸发所有物质，还可以精确控制薄膜厚度和均匀性，则可利用该工艺制备不同层间距及层厚比的多层材料如微层材料(纳米和微米多层材料)。
EB-PVD制备热障涂层存在的不足与改进
　　在制备热障涂层中，EB-PVD与等离子喷涂相比，存在诸多优点。然而，其表面清洗复杂、设备复杂昂贵、沉积速率相对较低、工艺流程繁琐等缺点也阻碍着EB-PVD技术的进一步发展。而且EB-PVD技术当涂层材料成分复杂时，材料的成分控制也会变得困难;因为EB-PVD技术对基片温度非常敏感，采用EB-PVD技术制备热障涂层时基片的尺寸不宜太大;对于形状复杂的基片，存在所谓的阴影效应。
 　更重要的是，由于EB-PVD涂层结构致密，使得其热导率明显高于等离子涂层(表1)。这对热障涂层而言，较高的热导率是十分不利的，对热障涂层的隔热能力带来很大的负面影响，较高的热导率势必会影响EB-PVD热障涂层的进一步应用。为了改善EB-PVD在制备热障涂层时的不足，应从优化影响EB-PVD热障涂层性能的各种工艺参数和优化EB-PVD系统这两方面着手。更重要的是应设法降低涂层的热导率。该问题可从以下几个方面考虑。
　　(1)采用具有更低热导率的新型陶瓷材料代替现役YSZ，寻求新型具有更低热导率的陶瓷材料以代替YSZ是目前热障涂层领域研究的热点之一。目前研究表明，Ln2Zr2O7(Ln代表稀土元素)是最有潜力的新型热障涂层用陶瓷材料，但有关该体系材料对应热障涂层的制备与性能的报道甚少。张红松等人采用大气等离子喷涂法制备了Sm2Zr2O7热障涂层，研究发现，该涂层的热导率仅是常规YSZ涂层的37.6%，说明新型热障涂层的隔热性能更加优良。若用来制备新型陶瓷材料的EB-PVD涂层，涂层的隔热性能也肯定会有效改观。
　　(2)制备YSZ-Ln2Zr2O7双陶瓷层热障涂层，该体系涂层利用YSZ和Ln2Zr2O7等材料的低热导率，对热传导进行层层阻碍，从而达到保护金属基体的作用，但目前尚未见有关EB-PVD制备该体系热障涂层的报道。
　　(3)改变涂层的颜色，通过在涂层陶瓷中引入其它元素，改变涂层的颜色，可降低可见光范围内的辐射传热，从而降低涂层热导率。
　　(4)在EB-PVD涂层中引入纳米结构，纳米晶能有效增加声子的散射，降低声子的平均自由程，从而降低热导率。
　　(5)利用离子辅助沉积。离子辅助沉积包括离子束辅助沉积和等离子辅助沉积。离子束辅助(ion beam assisted deposition，IBAD)是在物理气相沉积薄膜的同时，利用高能离子轰击薄膜的沉积表面，对薄膜的沉积环境产生影响，从而改变沉积薄膜的微观结构及性能的过程。将离子束辅助和等离子辅助与电子束物理气相沉积技术相结合，可以提高蒸发粒子入射能量和扩散能力，改善由于电子束物理气相沉积工艺本身存在阴影效应和扩散能力低而引起的沉积材料的不致密等不足。