本书以新型热障涂层材料与结构设计等热点问题为导向，针对氧化钪(Sc2O3)和氧化钇(Y2O3)共稳氧化锆(ScYSZ)材料，通过分子动力学模拟与实验相结合的方法系统研究了双元稀土掺杂对ZrO2陶瓷材料热物理、热机械性能的影响规律；基于氧空位浓度变化和阳离子质量差异的声子散射新模型的构建，深入研究了掺杂引入氧空位及原子替代等缺陷对ScYSZ材料体系热导率的作用机制；基于上述研究，采用国际先进的超音速等离子喷涂制备典型结构的ScYSZ涂层，对其在高温服役过程中的结构演变与失效模式进行了详细剖析；并在此基础上，设计了具有高应变容限、类柱晶结构的超音速悬浮液等离子喷涂(SSPS)涂层，对其抗热冲击性能进行了评价测试，揭示了ScYSZ涂层成分-结构-性能关系。