热障涂层（TBC）作为一种具有优良隔热、防氧化能力的高温部件保护材料在民用和军用航空喷气发动机上有着广泛的应用。然而TBC在高温环境下的服役过程中会发生热老化,使得作为TBC主要成分的亚稳态四方相（T’）氧化锆逐渐分解为稳态四方相（T）和立方相（C）氧化锆的混合物,这一分解现象以及分解产生的T相在室温下的相变行为会对TBC的使用寿命以及性质造成巨大影响。本文建立了二维相场模型,致力于从计算机模拟的角度来表征TBC热老化过程中的微观结构形态以及组成变化,以求从微观层次上深入理解热老化机理,为对TBC性质的优化以及发展提供理论基础。本文主要内容如下:首先,基于T’相的特征结构——反向畴界APB建立了改进的相场模型,主要涉及到对界面能表达式的修改;随后采用改进模型对单晶中的C-T’相变过程进行了模拟,模拟结果表明改进模型能够合理地表征T’相的微观结构,并且模拟结果与实验结果以及理论相吻合,证明了本模型的合理性。其次,基于改进模型建立了耦合相场模型,并采用耦合相场模型探讨了初始孪晶结构和初始稳定剂浓度对热老化过程的影响。根据模拟结果发现,包含APB的初始孪晶结构会影响热老化过程中的微结构演化方式,还会影响调幅区间的边界;此外,发现实验中观察到的成核-长大现象可能是由APB的粗化以及相同相的聚集、融合所造成的假象。最后,基于耦合相场模型探讨了稳定剂分布不均匀的多晶中的热老化情况,根据模拟结果发现,在老化早期,多晶中各个晶粒内的老化机制仍然取决于其内部的初始条件,但是晶界会在一定程度上影响到老化后期的微观结构。