热障涂层广泛应用于航空发动机高温热端部件,以提高部件的使用温度,从而延长发动机的服役寿命。目前,传统热障涂层材料8YSZ（8 wt.%Yttria-stabilized Zirconia）已远远不能满足航空发动机更高推重比的要求,因此研发新型热障涂层材料迫在眉睫。与8YSZ相比,锆酸钆（Gd2Zr2O7,GZ）和钽酸钆（Gd Ta O4,GT）具有更低的热导率、更好的高温相稳定性和抗高温烧烧结能力,是极具应用前景的新一代热障涂层陶瓷材料。而GZ的低热膨胀系数和断裂韧性限制了该材料的使用。本文将GT和GZ进行复合,研究了Gd Ta O4-Gd2Zr2O7（GT-GZ）复合陶瓷材料的热物理性能、力学性能以及抗CAMS腐蚀性能,主要内容如下:（1）研究了GT-GZ复合陶瓷的制备工艺。采用固相反应法分别制备了GZ和GT陶瓷粉末,并采用球磨混合法将不同比例的GZ和GT两种粉末复合,再经压片、烧结得到不同比例的GT-GZ复合陶瓷块材,并通过调控制备工艺,确定最佳的烧结温度为1500℃,保温时间为6 h。（2）研究了GT-GZ复合陶瓷的物相组织和微观形貌。当GT复合含量小于50 mol%时,GT-GZ复合陶瓷的XRD图谱只呈现单一的GZ衍射峰,微观形貌只呈现单一的GZ相,没有第二相的生成。当GT复合含量为70 mol%和90 mol%时,XRD呈现GT和GZ两种衍射峰,微观形貌呈现了GT和GZ两种相。随着GT复合含量的增加,GT-GZ复合材料中的GZ特征峰整体往大角度偏移。高温下GT与GZ具有良好的化学相容性,两相发生了固溶,形成以GZ为溶剂、GT为溶质的固溶体。（3）研究了GT-GZ复合陶瓷的热物理性能和力学性能。800℃时,GT-GZ复合陶瓷的热导率随GT复合含量的增加先降低后升高,GT5-GZ5具有最低的热导率为0.920 W?m-1?k-1。1400℃、GT复合含量为10 mol%时,GT1-GZ9复合陶瓷具有最高的热膨胀系数为11.73×10-6k-1,比单一GZ陶瓷的热膨胀系数提高了12.56%。GT-GZ复合陶瓷的硬度分别在GT的复合含量为30 mol%和70 mol%取得最低值为5.11 GPa和最高值为9.70 GPa。当GT复合含量为70 mol%时,GT7-GZ3具有最高的断裂韧性为2.30 Mpa·m1/2。（4）研究了GT-GZ复合陶瓷块材1250℃下的CMAS腐蚀行为。经CMAS腐蚀后,当GT复合含量小于50 mol%时,CMAS与GT-GZ复合陶瓷反应后的腐蚀产物主要有立方相氧化锆c-Zr O2、氧化锆固溶体Ca0.15Zr0.85O1.85、磷灰石Ca2Gd8（Si O4）6O2和尖晶石Mg Al2O4,当GT复合含量高于50 mol%时,腐蚀产物主要有立方相氧化锆c-Zr O2、氧化锆固溶体Ca0.15Zr0.85O1.85、钽酸钙Ca2Ta2O7和硅酸钆Gd2Si2O7,以及单一的GT陶瓷物相。GT-GZ复合陶瓷块材截面分为CMAS残留层、CMAS腐蚀反应层以及陶瓷层三个区域,且随着GT复合含量的增加,GT-GZ复合陶瓷的腐蚀反应层厚度先减小后增加,当GT复合含量为50 mol%时GT5-GZ5复合陶瓷的腐蚀反应层厚度最小,分别为腐蚀5 h的8.43μm和腐蚀10h的16.92μm。腐蚀反应层中,当GT复合含量小于50 mol%时,反应层的颗粒形态主要为针状和球状,针状为磷灰石Ca2Gd8（Si O4）6O2,球状为立方相氧化锆c-Zr O2和氧化锆固溶体Ca0.15Zr0.85O1.85。当GT复合含量高于50 mol%时,腐蚀反应层颗粒形态主要为细小球状,主要腐蚀产物为立方相氧化锆c-Zr O2和氧化锆固溶体Ca0.15Zr0.85O1.85以及钽酸钙Ca2Ta2O7和硅酸钆Gd2Si2O7。