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钛合金具有高比强度、超塑性、优异的抗腐蚀性能、形状记忆效应和生物相容性等特点,因而广泛应用于航空航天、汽车工业、生物医学以及海洋工程等各个领域。然而,钛合金的广泛应用被其高的生产成本所制约。目前,比较有效的降低钛合金生产成本的方法是采用真空感应熔炼技术熔炼钛合金。但是,要实现采用真空感应熔炼技术熔炼钛合金,必须要解决一个关键性问题──寻找合适的熔炼钛合金用坩埚材料。为了寻找合适的熔炼钛合金用坩埚材料,本文从高熵的理念出发设计了一种新型高熵陶瓷—（Ca,Sr,Ba）ZrO3。以CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3为原料,采用无压烧结（1450℃、1500℃和1550℃）和热压烧结（1500℃和1700℃,30MPa）两种方法分别制备了（Ca,Sr,Ba）ZrO3块体陶瓷。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线能谱仪（EDS）对所制备样品的相组成、微米尺度和纳米尺度的微观形貌和组成均匀性进行了分析,并采用多种测试手段表征和分析了所制备样品的致密度、力学性能（维氏硬度、抗弯强度和弹性性能参数）、热学性能（热导率、热膨胀系数和抗热震性）和抗TiNi合金熔体腐蚀性能。以下是取得的主要创新性:（1）采用无压烧结（1550°C,保温3 h）和热压烧结（1700°C,30 MPa,保温2 h）分别成功制备了单相、致密、晶粒细小、微米水平上组成均匀的、具有四方钙钛矿结构的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷。在纳米尺度上,无压烧结1550℃制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷在晶粒内部Ca、Sr、Ba元素均匀分布,在晶界处Ca元素出现轻微的缺失而Sr和Ba元素存在轻微的偏聚,这将造成晶界的强化;而1700℃热压烧结制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷无论在晶粒内部还是在晶界处,Ca、Sr、Ba元素的分布都十分均匀,没有明显的元素偏聚现象。（2）（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷是熵稳定的,具有与CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3完全不同的四方钙钛矿结构,其X射线衍射峰的宽化以及选区电子衍射斑点的分裂表明其晶体内部存在严重的晶格畸变,这将对它的性能产生重要的影响。（3）1550°C无压烧结制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷的维氏硬度、抗弯强度和杨氏模量分别为10.84±0.33 GPa、120.7±6.6 MPa和211.16 GPa,1700°C热压烧结制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷的维氏硬度、抗弯强度和杨氏模量分别为12.85±2.04 GPa、145.3±5.9 MPa和224.77 GPa。另外,它们还具有低的皮尤比,即良好的抗损伤能力。（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷在致密度与CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3陶瓷相当时,维氏硬度、抗弯强度和杨氏模量均高于混合物规则预测值（CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3陶瓷相应结果的平均值）或CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3陶瓷的相应结果,这是由于高熵效应和固溶强化作用。（4）无压烧结和热压烧结制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷即使致密度大于或等于CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3陶瓷,也表现出更低的热导率,表明晶格畸变效应可以显著地降低材料的热导率;无压烧结和热压烧结制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷的热膨胀系数小于CaZrO3的热膨胀系数,大于SrZrO3和BaZrO3的热膨胀系数,表明高熵固溶可以实现对材料热膨胀系数的调控;通过材料的本征物理性质对（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷的抗热震性能进行预测,发现其与CaZrO3、SrZrO3和BaZrO3陶瓷的平均水平相比,抗热震断裂性能相对较差,但抗热震损伤性能相对较好。（5）无压烧结和热压烧结制备的（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷具有优异的抗TiNi合金熔体腐蚀性能。（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷与TiNi合金熔体相互作用后,高熵陶瓷与钛合金熔体之间界面清晰,不存在明显的反应层,（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷中不含来自TiNi合金中的元素,TiNi合金中也不含来自高熵陶瓷中的元素。（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷优异的抗TiNi合金熔体腐蚀性能基于两方面原因:（1）从热力学上来讲,（Ca,Sr,Ba）ZrO3高熵陶瓷的热力学稳定性优于钛的氧化物（TiO2和TiO）,不会与钛合金熔体发生反应;（2）从动力学上来讲,由于扩散迟滞效应,高熵陶瓷中的元素不易扩散进入合金,合金中的元素也不易扩散进入高熵陶瓷。