常规YSZ热障涂层的长期使用温度低于1473K,已经不能满足高推重比、高效率的现代航空发动机热端部件的隔热需求,研究能在更高温度下稳定服役,且具有低热导率、良好抗烧结性能的新型热障涂层具有重要意义。本论文设计和制备了La₂O₃含量分别为0 mol%、0.5 mol%和1.0mol%的Gd₂O₃-Yb₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂（简称0/0.5/1.0LGY-YSZ）的三种多元掺杂YSZ陶瓷粉末,采用大气等离子喷涂制备了热障涂层,并对材料和涂层的高温稳定性、热物理性能和抗烧结性能进行了研究,分析了La₂O₃掺杂含量对材料相稳定性、热导率和抗烧结性能的影响机制,并对涂层在热冲击环境下的组织结构变化及失效机理进行了研究。X射线分析表明,LGY-YSZ粉末主要为立方相（c）,同时存在部分四方相（t"）。0/0.5/1.0LGY-YSZ等三种陶瓷粉末在1400℃保温150h均未发生相变,具有较好的高温相稳定性。与8YSZ相比,0/0.5/1.0LGY-YSZ的热导率更低。比较保温处理后三种成分的块材和涂层的晶粒大小发现,La₂O₃对烧结过程中的晶粒长大有明显阻碍作用。喷雾造粒法制备适于等离子喷涂的粉末,并利用大气等离子喷涂制备了LGY-YSZ热障涂层。La³⁺与Zr⁴⁺的离子半径差异较大,对晶界迁移和晶体长大有明显的阻碍作用,抵抗高温烧结条件下的扩散效果明显。与8YSZ、0/0.5LGY-YSZ相比,1.0LGY-YSZ涂层具有较低的热导率和较好的抗烧结性能。热障涂层整体热冲击试验结果表明,陶瓷涂层在整体热冲击过程中,由于陶瓷层与粘结层之间热膨胀系数不匹配产生的热应力使得涂层内部孔隙处萌生裂纹,裂纹不断扩展导致涂层逐渐剥落并最终失效。基体温度对涂层单面热冲击寿命有显著影响。当1.0LGY-YSZ涂层厚度为200μm时,基体温度1150℃,仅经过13次热冲击后涂层便发生失效。当涂层厚度为400μm时,基体温度降为900℃,涂层表面温度和基体背面温度差为470⁵00℃,涂层经过468次热冲击后才会发生失效。此时,TGO厚度约为5μm,TGO成分以Al₂O₃、Cr₂O₃为主,并存在尖晶石组织,在粘结层中存在较严重的氧化现象。裂纹主要发生在LGY-YSZ/TGO界面处,并向陶瓷层（TC）中延伸扩展。TGO生长所引起的界面热应力是导致涂层热冲击失效的主要原因。