作为有效的隔热材料之一,广泛应用于航空航天和热力发电等领域的热障涂层（TBCs）具有耐高温、抗氧化和耐腐蚀等突出优点,将其喷涂在合金基底上可显著降低基底的工作温度,起到保护热端部件、延长零件使用寿命的作用。然而,真实的服役环境往往是复杂的,且温度高于1200℃。因此,探究热障涂层在高温环境下的性能演变很重要。关于新型(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇热障涂层材料的研究大多停留在热学性能方面,缺少对其力学性能的了解。本文通过超音速等离子体喷涂技术制备了单层(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇（GYb Z）和双层(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇/8YSZ（GYb Z/8YSZ）涂层样品,并对两种样品进行热循环处理。用扫描电镜观察两种材料热处理前后微观结构的变化,通过X射线衍射技术对其进行物相分析。采用压痕法测量单层GYb Z和双层GYb Z/8YSZ涂层的杨氏模量和硬度,并通过不同的力学模型探究了残余应力对断裂韧性的影响。最后,评估了单、双层样品在热循环处理条件下的寿命,结合力学性能的演变分析其失效机理。主要内容如下:第一,采用纳米压痕技术,探究常温下单层GYb Z和双层GYb Z/8YSZ涂层在表面和截面方向的杨氏模量。测定GYb Z涂层,Ni Cr Al Y和Inconel 600基底的杨氏模量分别为91.14±0.62 GPa,193.38±3.58 GPa和209.86±0.45 GPa。采用维氏压痕技术测得涂层的硬度,并探究残余应力对断裂韧性的影响。对于同一涂层体系,沿涂层厚度方向的性能呈现梯度变化特征。压痕点向界面移动越近,残余应力绝对值越小,而断裂韧性增加。另外,改进了界面的力学计算模型,结合数据对比分析,验证了改进模型的可行性。第二,对上述两种涂层样品进行热循环处理,探究力学性能随热循环处理次数的演变规律。发现完成5次循环后,单层GYb Z涂层表面的断裂韧性是2.46MPa?m^1/2,残余应力是-37.39 MPa。随着热循环的进行,断裂韧性先增大后减小,而残余应力的增速则逐渐变缓。同时,烧结使得涂层内部结构变得致密化,进而增强了材料界面连接处的力学性能。对于双层GYb Z/8YSZ材料,作为中间层的8YSZ材料可有效缓解氧化层的生长速率,且延长双层涂层的使用寿命,其约为单层材料寿命的4.5倍。