硅基陶瓷材料具有密度低、高温力学性能优良等特点,有望成为新一代航空发动机用部件材料,但其抗高温水蒸气腐蚀性能较差,制备环境障碍涂层（Environment barrier coating,EBC）是解决该问题的关键。稀土硅酸盐具备良好的抗高温水蒸气腐蚀性、热稳定性和合适的热膨胀系数,是最具潜力的环境障碍涂层材料。大气等离子体喷涂技术是制备环境障碍涂层的有效方法。等离子体喷涂过程具有高温、高速、急冷等特点,使得所制备的稀土硅酸盐涂层相组成、显微结构和基本性能发生显著变化,因此研究稀土硅酸盐涂层物相组成变化对其结构与性能的影响较为必要。本文采用大气等离子体喷涂法制备四种RE₂SiO₅（RE=Y,Gd,Er,Yb）涂层,以及通过调节原料粉体Yb₂O₃/SiO₂的摩尔比例,制备不同物相组成的硅酸镱涂层,通过考察涂层的相组成、微观结构、基本热学力学性能和抗高温水蒸气腐蚀性能,探查涂层微观结构与性能之间的关系,同时在硅基陶瓷基体表面构建EBC涂层体系,研究其抗热震性能和失效机理。获得的主要结果如下:1.采用固相烧结法制备四种RE₂SiO₅粉体与多种不同物相组成的硅酸镱粉体。粉体粒度分布均匀、流动性好。采用上述粉体制备涂层,涂层的微观结构均匀,颗粒熔融状态较好。2.四种RE₂SiO₅涂层均含有RE₂O₃和非晶相,具有典型的层状结构,其中Gd₂SiO₅涂层内含有较多微裂纹。四种RE₂SiO₅涂层弹性模量和硬度等力学性能相近,都具有优异的高温相稳定性和优异的抗高温水蒸气腐蚀性能。Y₂SiO₅、Er₂SiO₅、Yb₂SiO₅涂层相比于Gd₂SiO₅涂层,具有与硅基陶瓷基体较为相近的热膨胀系数,热循环过程中产生热应力较小,具有较优的抗热震性能。3.富Yb₂O₃硅酸镱涂层主要由Yb₂O₃和Yb₂SiO₅相组成,结晶度较高,涂层的层状结构明显,片层间结合较差,含有较多的Yb₂O₃柱状晶,涂层内有较多裂纹。富SiO₂硅酸镱涂层主要由Yb₂SiO₅和Yb₂Si₂O₇相组成,结晶度较低,片层间结合紧密,无柱状晶形成,涂层中含有较多气孔。4.富Yb₂O₃和富SiO₂的硅酸镱涂层弹性模量和硬度均低于Yb₂SiO₅涂层。富SiO₂硅酸镱涂层相比于富Yb₂O₃硅酸镱涂层具有较小的热膨胀系数、较高的热导率、较优异的抗热震性能。热循环过程中,产生的热应力是导致富Yb₂O₃涂层失效的主要原因,YSx/Si双层环境障碍涂层中,硅粘结层表面产生的SiO₂氧化层亦加速涂层的失效。不同物相组成的硅酸镱涂层经高温水蒸气腐蚀后,表面均生成致密Yb₂SiO₅层,可有效阻止腐蚀物质向涂层内部扩散,使涂层具有优异的抗高温水蒸气腐蚀性能。5.经高温热处理,富Yb₂O₃硅酸镱涂层的裂纹愈合现象显著,其弹性模量、硬度、热膨胀系数均明显增大。高温热处理的富SiO₂硅酸镱涂层表面生成较大的晶粒并伴随有穿晶裂纹产生,其热导率显著增加。