用共沉淀法制备LaMgAl11O19粉体，证明了提高沉淀温度和pH值可使前驱粉体的性能明显提高。应用差热分析和X射线法研究了磁铅石相的生成温度和粉体的结晶度；使用Scherrer 公式并结合XRD谱计算了晶粒尺寸；用扫描电镜观察了各工艺参数的前驱粉体在1500℃时效5 h后的形貌；使用Malvern ZEN3600粒度仪和Manual measurement软件分析了粉体硬团聚的尺寸分布；用Nd2O3, Gd2O3, Sm2O3替代La2O3，研究了制备多种镁基六铝酸盐粉体的可行性。结果表明：在pH值为11.5、沉淀温度为60℃条件下制备的前驱粉体，其完全相变为纯LaMgAl11O19粉体的初始温度为1440℃，比在常温下沉淀的前驱粉体降低了150℃，磁铅石相的生成效率明显提高。在1500℃时效5 h的粉体其晶粒为纳米尺度。提高沉淀温度和pH值有利于减小晶粒尺寸和降低粉体的热导率。采用相同工艺参数可制备出纯NdMgAl11O19粉体，其晶粒尺寸略大于LaMgAl11O19粉体的尺寸。

用水热合成法制备纳米热障涂层材料Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (Ln=La, Nd, Sm, Gd)，表征其晶体结构、形貌、晶格参数、平均粒径尺寸和比表面积并研究了相关的热物性能及其机理。对XRD谱和Raman谱的分析表明，La2(Zr0.7Ce0.3)2O7、Nd2(Zr0.7Ce0.3)2O7和Sm2(Zr0.7Ce0.3)2O7均为烧绿石结构，而Gd2(Zr0.7Ce0.3)2O7为萤石结构。结合SEM观察、体积收缩以及相对密度，分析了块材的抗烧结性能。系统对比研究了晶体生长行为、热膨胀系数和热导率等热物性能。结果表明：随着Ln离子半径的减小(La>Nd>Sm>Gd)Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (Ln=La, Nd, Sm, Gd)纳米材料的晶体生长活化能和热膨胀系数均呈增大的趋势，而热导率则呈降低的趋势。

在陶瓷涂层与金属粘接层之间制备一层NiCoCrAlTaY/YSZ复合过渡层和通过半熔化团聚YSZ粉末制备层状/多孔团状复合结构YSZ隔热层，用SEM表征了涂层的显微组织；依照ASTM C633标准测试了涂层的结合强度；用压痕法测试了陶瓷层的弹性模量和断裂韧性。用激光脉冲法测试了陶瓷层的热导率。用高温水淬快速冷却实验验证涂层的抗剥落性能。结果表明，在不降低涂层隔热效果的前提下复合过渡层和和隔热层显著提高了涂层的抗剥落能力。HVOF制备的NiCoCrAlTaY粘接层组织致密，没有明显的氧化物；APS制备的NiCoCrAlTaY/YSZ复合过渡层内层间的结合良好，组织致密，金属与陶瓷粒子呈现出典型的层状交替分布特征；陶瓷层由典型层状结构内包含约11%未完全熔化团聚粉末形成的弥散分布多孔团状组织构成。复合结构使等离子喷涂TBC的结合强度由25.8 MPa提高到38.6 MPa，陶瓷层的弹性模量和热导率没有明显的变化，但是断裂韧性提高了1倍以上，涂层出现30%剥落的平均水淬周次由19.7次提高到72.1次，表明抗剥落能力显著提高。