航空发动机的快速发展,对热障涂层陶瓷层材料的性能提出了越来越严苛的要求。传统的YSZ热障涂层陶瓷层已经不能满足如今的航空发动机的要求。根据热障涂层陶瓷层的性能要求,稀土锆酸盐材料已经逐渐成为研究焦点,并且有望取代YSZ,成为下一代新型热障涂层陶瓷层材料。本文采用固相反应法烧结制备了四种成分的陶瓷块材,即Gd₂Zr₂O₇-X TiSi₂（X=0,2.5,5,7.5 wt.%）。并对四种成分的陶瓷块材的组织结构、显微形貌、硬度和断裂韧性、热导率和热膨胀系数性能以及抗CMAS热腐蚀性能进行了研究,研究工作所取得的主要结论如下:（1）对掺杂不同含量TiSi₂的Gd₂Zr₂O₇陶瓷材料的组织结构进行分析研究。掺杂的TiSi₂完全固溶至Gd₂Zr₂O₇晶格中,原始的Gd₂Zr₂O₇为烧绿石结构,当掺杂含量在2.5 wt.%、5 wt.%时,陶瓷块材为烧绿石结构,其烧绿石结构的有序度随着掺杂含量的增加而降低,当掺杂含量达到7.5 wt.%时,陶瓷块材的结构转变成缺陷型萤石结构。掺杂后陶瓷块材的显微形貌出现明显的晶粒细化现象,当TiSi₂掺杂量为2.5 wt.%时晶粒细化现象最为明显。（2）对掺杂不同含量TiSi₂的Gd₂Zr₂O₇陶瓷材料的物理性能进行分析研究。掺杂后的陶瓷块材的热导率相比于未掺杂的Gd₂Zr₂O₇具有明显的下降,其1000°C热导率在X=5 wt.%时可以达到最低值为0.916 W/（m?k）。在1000°C,随着掺杂含量的增加,陶瓷块材的热膨胀系数先增加后减小,当X=5 wt.%时,热膨胀系数可达到最大值11.441×10^-66 K^-1。与未掺杂的Gd₂Zr₂O₇相比,掺杂后的陶瓷块材的热膨胀系数明显提高。随着掺杂含量的增加,陶瓷块材的硬度和断裂韧性都有所提高。当X=7.5 wt.%时,其断裂韧性可达到最大值1.858 MPa?m^1/2。（3）通过涂覆CMAS材料对Gd₂Zr₂O₇-X TiSi₂（X=0,2.5,5,7.5 wt.%）四种陶瓷块材的热腐蚀行为进行研究。通过CMAS对陶瓷块材分别进行1250°C保温2.5 h、5 h以及10 h的高温腐蚀实验,可得:三个时间段的腐蚀产物基本类似,主要为MgAl₂O₄、Ca_0.15Zr_0.85O_1.85、Ca₂Gd₈（SiO₄）₆O₂、t-ZrO₂、Ca₃（Zr,Ti）₂（Al,Si）₃O₁₂。在2.5h热腐蚀后,Gd₂Zr₂O₇-X TiSi₂（X=0,2.5,5,7.5 wt.%）陶瓷块材的抗CMAS热腐蚀性能基本一致,其CMAS腐蚀渗入层的厚度基本接近,随着TiSi₂掺杂含量的增加,腐蚀产物中Ca_0.15Zr_0.85O_1.85、t-ZrO₂的含量明显增加;5 h的热腐蚀后Gd₂Zr₂O₇-X TiSi₂（X=0,2.5,5,7.5 wt.%）陶瓷块材的抗CMAS热腐蚀性能略有不同,其CMAS热腐蚀渗入层厚度随着掺杂含量的增加而变厚,腐蚀产物中的Ca_0.15Zr_0.85O_1.85、t-ZrO₂含量也随之明显增加;10 h的热腐蚀后Gd₂Zr₂O₇-X TiSi₂（X=0,2.5,5,7.5 wt.%）陶瓷块材的抗CMAS热腐蚀性能有明显不同,对于TiSi₂掺杂后的陶瓷块材,在经CMAS热腐蚀后并没有出现明显腐蚀渗入层,而且对于掺杂含量为5 wt.%、7.5 wt.%的陶瓷块材其表面已经出现裂纹,这是由于腐蚀产物如Ca_0.15Zr_0.85O_1.85、t-ZrO₂的大量产生、渗入等所导致的。