热障涂层（Thermal Barrier Coatings,简称TBCs）是具有足够厚度与耐用性的隔热材料。TBCs应用环境复杂,外部会承受高温、腐蚀和高压负荷,由于相邻层之间的物理特性不同,内部则需要承受较大热应力。目前,6～8 wt.%氧化钇稳定氧化锆（6～8 wt.%Y2O3-stabilized Zr O2,简称6～8YSZ）是广泛使用的TBCs材料,由于其低热导和出色的机械性能而受到研究关注。因为YSZ具有高温相变特性导致使用温度受限,所以新型材料热障涂层的开发迫在眉睫。新型热障涂层材料要求有更高的使用温度、环境稳定性以及优异的相稳定性。2007年Clarke教授和Levi教授提出钽酸钇有望成为新一代热障涂层材料。基于此,本论文研究了新型钽锆系涂层的制备工艺并通过理论计算探讨了蒸汽压与表面能对YTaO4涂层的影响。主要研究内容和结果如下:（1）利用大气等离子喷涂方法制备了两种成分的钽锆陶瓷涂层,从喷涂粉末的准备到具体喷涂参数的设定进行了探究,最终在镍基合金基底上成功制备厚度约为100μm的钽锆陶瓷涂层,其相成分为M-YTaO4和t-Zr O2,宏观表面平整,较YSZ涂层孔隙率低,界面形貌为层叠状,元素分布均匀,无明显孔隙。同时利用物理气相沉积工艺进行制备,通过调控基底转速和基底温度,进行控制变量实验,得出结论:基底温度对相成分影响明显,在850-950°C范围内可以得到结晶度良好的相成分;基底转速对柱状晶尺寸影响明显,在4-22 r/min范围内,随转速提高,柱状晶尺寸越小,柱间隙越紧密。（2）通过热力学计算,基于相图计算方法,分别对Y-O、Ta-O和Ta-Y二元系进行了评估。采用搜集到的实验数据及热力学数据对Ta-O二元系进行了优化,获得了自洽良好的的热力学参数。基于以上三个二元体系的热力学参数外推建立了Y-Ta-O体系的热力学数据库,并计算了其在不同温度下的等温截面图及随温度、压力变化的Y、Ta蒸汽组分的变化图,得出了蒸汽组分随蒸发温度及体系压强的变化趋势,解释了EB-PVD制备涂层出现组分分层的原因。（3）利用第一性原理计算对单斜M-YTaO4相进行结构优化,分析了（100）、（010）、（111）、（110）四个低值数面在弛豫前后的原子位移变化,得到了最稳定表面,并同Materials Studio模拟计算的结果对比一致,预测了主要晶面的生长形貌,从理论角度分析了涂层表面形貌。