热障涂层利用陶瓷涂层来保护金属基底，在航空、航天、汽车和大型火力发电等方面都有广泛而重大的应用价值，不仅可以达到提高抗腐蚀、提高燃气轮机效率、提高发动机热端部件工作温度的目的。目前广泛使用的6⁸wt%Y₂O₃部分稳定的ZrO₂（6⁸YSZ）热障涂层具有很多优良的特性，但它在1443K以上容易发生相变，只能在低于1443K的温度下工作，已经不能满足未来发展的需要。因此开发能在更高温度下使用替代YSZ的热障涂层材料具有重要的意义。而Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂热障涂层陶瓷材料是近年来研究的性能比较优越的一种新型材料。该材料能将ZrO₂稳定在四方相，显微结构均匀，热膨胀系数大于YSZ，热导率小于YSZ，在高于1500℃的环境下做热循环仍能稳定在四方相不发生相变，在1100℃循环使用500h之后只有轻微的腐蚀，而YSZ在循环（50¹00h）后发生脱落。本文以Ta₂O₅、Gd₂O₃、Y₂O₃、ZrO₂为原料，在Ta₂O₅-Y₂O₃-ZrO₂的基础上用Gd³⁺取代部分Y³⁺直至把Y³⁺取代完，通过固相合成法制备了热障涂层材料Gd₂O₃-Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂，并分别利用X-射线衍射仪、Raman光谱仪、扫描电子显微镜、热膨胀系数仪和激光导热仪表征了材料的相组成、显微结构、热膨胀系数与热导率。结果表明，热障涂层材料Ta₂O₅-Y₂O₃-ZrO₂和Gd₂O₃-Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂的相成分均以四方相为主，但随着Gd³⁺取代Y³⁺含量的增加Gd₂O₃-Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂中有单斜相出现。Gd₂O₃-Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂显微结构较Ta₂O₅-Y₂O₃-ZrO₂均匀，热膨胀系数比Ta₂O₅-Y₂O₃-ZrO₂大。当Gd³⁺取代Y³⁺的含量为2mol%、3mol%、4mol%、6mol%、7mol%时，Gd₂O₃-Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂陶瓷材料的热导率均小于Y₂O₃-Ta₂O₅-ZrO₂的热导率，而且含量为2mol%时材料的热导率最小，其值在1.45¹.70wm^-1k^-1。这有利于改善热障涂层的使用寿命。