热障涂层主要是应用在航空发动机热端部件上,用来提高发动机使用温度的一种防护涂层。随着时代的不断发展,传统的8YSZ（8 wt.%Yttria-stabilized zirconia）涂层材料已经不能满足现役航空发动机最新的需求。而稀土锆酸盐材料与传统的8YSZ材料相比其热导率更低,在高温下相稳定性更好,具有更好的抗烧结能力,被认为是可以替代现有热障涂层材料的候选材料之一。采用化学共沉淀-煅烧法制备了(Gd_0.9Yb_0.1)₂(Zr_1-xCe_x)₂O₇（x=0,0.1,0.2,0.3）四种陶瓷粉体,经压片成型和烧结得到了四种致密的陶瓷块体材料。对四种陶瓷块材的组织结构、微观形貌、热物理性能、力学性能以及CMAS（CaO、MgO、Al₂O₃和SiO₂）腐蚀行为进行了研究,研究的主要内容和成果如下:（1）开展了不同含量Ce⁴⁺掺杂的(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇陶瓷材料的制备工艺和组织结构研究。对前驱体粉末的煅烧工艺进行了优化,随着煅烧温度的增加,前驱体粉末的结晶度逐渐提高,晶体活化能为63.72±8.85 kJ·mol^-1。制备的(Gd_0.9Yb_0.1)₂(Zr_1-xCe_x)₂O₇（x=0,0.1,0.2,0.3）四种陶瓷块材均为单相的缺陷型萤石结构,无杂相,这表明掺杂的Ce⁴⁺完全固溶到了(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇陶瓷材料的晶格中,形成了稳定的固溶体材料。随着Ce⁴⁺掺杂含量的增加,四种陶瓷块材的XRD衍射峰逐渐向低角度方向偏移,晶格常数也随着掺杂含量的增加而近似线性增加。（2）开展了不同含量Ce⁴⁺掺杂的(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇陶瓷材料的热物理性能和力学性能研究。在800℃,(Gd_0.9Yb_0.1)₂(Zr_1-xCe_x)₂O₇（x=0,0.1,0.2,0.3）四种陶瓷块材的热导率随着Ce⁴⁺掺杂含量的增加先降低后升高,在x=0.1时取得最低的热导率为0.8964 W/（m·k）,当x≥0.2时,陶瓷块材的热导率大于未掺杂的(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇陶瓷块材。在1000℃,陶瓷块材的热膨胀系数随着Ce⁴⁺掺杂含量的增加而增加。陶瓷块材的热膨胀系数从未掺杂时的10.595×10^-66 K^-1增加到11.148×10^-66 K^-1,有了明显提高。陶瓷块材的硬度和断裂韧性随着Ce⁴⁺掺杂含量的增加而增加,硬度从未掺杂时的6.83 Gpa增加到8.05 Gpa,断裂韧性从未掺杂时的1.22 MPa·m^1/2增加到1.65 MPa·m^1/2。（3）开展了不同含量Ce⁴⁺掺杂的(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇陶瓷材料的CMAS腐蚀行为研究。结果表明,(Gd_0.9Yb_0.1)₂(Zr_1-xCe_x)₂O₇（x=0,0.1,0.2,0.3）四种陶瓷块材与CMAS反应后生成的腐蚀产物基本相同,主要为Ca₂RE₈（SiO₄）₆O₂（RE=Gd,Yb,Ce）、CaAl₂Si₂O₈、MgAl₂O₄、c-ZrO₂和CeO₂。CMAS腐蚀后的陶瓷块材截面分为三个区域,分别是CMAS残留层、腐蚀反应层以及未被腐蚀的部分。(Gd_0.9Yb_0.1)₂(Zr_1-xCe_x)₂O₇（x=0,0.1,0.2,0.3）四种陶瓷块材腐蚀5 h后的腐蚀反应层厚度在40μm左右,腐蚀10 h后的腐蚀反应层厚度在60μm左右。在1250℃,腐蚀5 h和10 h的陶瓷块材在腐蚀反应层都生成了大量的针状和球状的产物,分析结果表明,针状产物为磷灰石,球状产物为c-ZrO₂。四种陶瓷块材与CMAS反应后,腐蚀产物中熔点较高的磷灰石填满了腐蚀通道并形成致密的阻挡层,有效的抑制了CMAS对陶瓷块材的进一步腐蚀。