热障涂层作为高温热防护涂层用来降低航空发动机热端部件的温度,进而达到提高其寿命和效率的目的。涡轮前进口温度随着航空发动机推重比的提高也大幅度提升。而目前使用的氧化钇稳定氧化锆（7-8YSZ）,在1200℃长时间服役时极易发生相变引起涂层开裂最终失效。因此,已经满足不了航空发动机的发展需求。基于此,本文研究了1500℃下HfO₂-YO_1.5-Ta O_2.5相平衡及成分组成和分布,并采用HfO₂掺杂对YTa O₄陶瓷进行改性,以期获得良好的相稳定性和和力学性能。主要研究内容和结果如下:（1）用化学反向共沉淀法制备一系列样品,系统的研究了材料的相平衡、相结构及微观组织面貌,最终在实验上给出了HfO₂-YO_1.5-Ta O_2.5在1500℃的相平衡及分布。研究表明,在1500℃下萤石结构相能够延伸到YO_1.5-Ta O_2.5二元体系中。在富Ta O_2.5组分附近,钙钛矿结构的YTa₃O₉和六方晶系的YTa₇O₁₉可以稳定存在。HfO₂-YO_1.5-Ta O_2.5相图中,纯相YTa O₄的相域比较狭窄。（2）通过化学共沉淀法制备5 mol%HfO₂、15 mol%HfO₂、20 mol%HfO₂、25 mol%HfO₂改性YTa O₄陶瓷,对其样品的相稳性进行了表征,并利用DFT计算了YTa O₄相变。研究表明初期单斜相M’为低温热力学相,HfO₂掺杂到YTa O₄中,M’相的相稳定性得到提高。在1200℃下,M’相对萤石结构HfO₂的固溶度比较大。在1500℃下,掺杂量超过15 mol%HfO₂时,有第二相萤石结构立方HfO₂的析出。（3）采用纳米压痕和维氏压痕技术对HfO₂掺杂YTa O₄陶瓷块体的杨氏模量、硬度和断裂韧性进行表征。通过实验得到,M-YTa O₄的杨氏模量范围为110.3～192.2 GPa,硬度范围为499.3～520.6 HV。M’-YTa O₄的杨氏模量范围为77.4～147.7 GPa,硬度范围为456.3～675.3 HV。由此得到M-YTa O₄的杨氏模量和硬度均高于M’-YTa O₄。随着HfO₂掺杂量的增加,M’-YTa O₄陶瓷块体的杨氏模量及硬度也有所增大。HfO₂加入到YTa O₄后其陶瓷块体的断裂韧性也得到了提高,范围为1.31～2.91 MPa·m^1/2。