为了提高燃气轮机的推力和工作效率，需要进一步提高涡轮叶片和其他热端部件的使用温度，因此热障涂层技术得到了人们的广泛关注。热障涂层(TBCs)是利用具有优良耐高温、抗腐蚀和低热导率的陶瓷材料，以涂层的方式与金属基底复合的表面防护技术。目前，广泛使用的8YSZ(6～8wt.％Y2O3部分稳定化的ZrO2)热障涂层材料的长期使用温度不能超过1200℃。因此，对于新型热障涂层材料的研究已经成为迫在眉睫的关键课题。由于纳米材料独有的四大效应，使得其与传统材料相比具有较大的热膨胀系数、较低的热扩散系数、较高的硬度和断裂韧性等优点。纳米材料制备的涂层尽管在使用温度上没有传统材料高，但在较低温的环境中，其使用寿命要远长于传统材料制备的涂层。因此，纳米热障涂层在较低温度的环境中有着潜在的应用价值。然而对于陶瓷材料来说，在热处理过程中有结晶和烧结两个过程，结晶会阻碍烧结的形成，因此研究纳米陶瓷材料的晶体生长行为是至关重要的。本论文的研究目的就是突破传统8YSZ材料，通过掺杂进一步改善纳米8YSZ材料的性能；研发新型纳米热障涂层材料，并研究其热力学性能和晶体生长行为。　　本文采用水热合成法研究了稀土氧化物掺杂8YSZ材料的热力学性能以及晶体生长行为。研究表明，对于La3+掺杂的8YSZ材料来说，烧绿石结构形成于在1000℃左右。样品在1300℃下进行长时间烧结保持了良好的热稳定性。掺杂和纳米尺寸效应引起的氧缺陷对于样品的平均粒径尺寸、比表面积均有着重要的影响。材料的晶体生长情况也和氧缺陷密不可分。不同摩尔浓度的Ce4+掺杂8YSZ的研究表明，样品的平均粒径随着掺杂浓度的增加而减小，体系的微应力则随着掺杂浓度的增加而增大。晶体生长活化能随掺杂浓度的变化先增加后减小，其最大值出现在掺杂浓度为5mol％处，这主要归因于掺杂引起的晶体边界阻滞现象的变化。　　水热合成法制备的稀土锆酸盐均为烧绿石结构并具有良好的相稳定性，稀土离子半径的差异直接影响到平均颗粒尺寸、晶体生长活化能以及抗烧结性能。作为离子半径最大的La3+，掺杂后的样品具有最低的晶体生长活化能以及最大的颗粒尺寸。对在高温下烧结后的块体而言，La3+掺杂的样品体现了最优异的抗烧结性能。另外，不同类型的表面活性剂对于材料的物理化学性能也有着重要的影响。阳离子表面活性剂可以提高材料的分散性能，而阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂对于材料的相结构有一定的影响。另外，阳离子表面活性剂制备的样品，其抗烧结性能也是最好的。同种方法制备的铈酸镧体现了良好的相稳定性和分散性。该材料经过高温下烧结后在催化和传感器方面具有良好的应用价值。　　采用溶胶凝胶法制备了La2(Zr0.7Ce0.3)2O7纳米材料(LZ7C3)，并与固相合成法得到的体材料在物理性能上进行了比较。样品在1450℃经过长时间烧结显体现了良好的热稳定性。与同种方法制备的8YSZ和LZ材料相比较，LZ7C3具有较大的热膨胀系数、较低的热导率以及优良的抗烧结性能，体现了良好的研究前景和应用价值。