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基于下一代燃气轮机不断增强的高推重比、高流量比的设计目标,燃烧室工作温度的逐渐攀升,对材料的可靠性能提出更苛刻的要求,在过去的几十年中热障涂层系统得到深入的研究。传统型7wt.%～8wt.%Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)执障涂层陶瓷材料的相变及高温下高烧结速率等问题,造成涂层使用寿命缩短、高温热导率恶化等缺点。因此,探索能够克服上述不足的新型材料体系是目前热障涂层研究领域亟需解决的难题。本论文的研究工作主要围绕新型磁铁铅矿结构稀土六方铝酸盐LnMeAl11O19(Ln:稀土离子；Me:Mg:Mn～Zn)材料体系展开：在磁铁铅矿型LnMeAl11O19体系中首次研究了Sr2+、Zn2+和Ti4+离子对LaMgAl11O19结构中的La3+、Mg2+和Al3+三个晶格位置共掺杂,制备了微观结构中含有二维晶体生长台阶的La1-xSrxMg1-xZnxAl11-xTixO19固溶体材料体系。借助德拜声子气模型,分别对点缺陷、晶体生长台阶及晶界所贡献的声子弛豫时间进行理论计算,建立了点缺陷为主导的多种声子散射模型。研究了稀土六方铝酸盐LnMgAl11O19(Ln:La;Pr;Nd;Sm;Eu;Gd)陶瓷材料体系。复杂的磁铁铅矿晶体结构AlO6八面配位体环境应力场的变化以及高密度晶界相含量,是该体系低热导率的主要来源。系统研究了LaMeAl11O19(Me: Mg;Mn;Ni;Cu;Zn)材料体系耐潮解性能及其潮解机理。LaMgAl11O19陶瓷材料的潮解机制是二价碱土金属Mg2+与质子H+发生交换所引发的磁铁铅矿晶体结构的质子化转变(LaMg1-xHxAl11O19-0.5x)。采用过渡金属Zn2+对LaMgAl11O19晶体结构中Mg2+的完全取代,不仅能够显著增强材料的抗潮解性能,还因LaZnAl11O19较大的平均原子摩尔质量,进而降低了材料的热导率。研究了LaZnAl11O19陶瓷材料的高温相稳定与抗烧结性能。通过对1600℃、1650℃和1700℃下分别保温12h的样品分析发现：LaZnAl11O19板面状晶粒沿c-轴方向的厚度并没有发生长大现象,其晶体仍然保持着磁铁铅矿结构。当温度达到1200℃时,红外热辐射对LaZnAl11O19陶瓷材料总热导率的贡献值达0.17W·m-1·K-1,该红外热辐射部分占总热导率达7.5%。Nd3+/Ni2+共掺杂不仅因点缺陷的引入降低材料的晶格热导率,而且稀土Nd3+离子能够赋予La0.5Nd0.5Zn0.5Ni0.5Al11O19材料在可见光/近红外波段不透明,进而降低光子平均自由程,有利于材料高温热防护性能的提高。