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硼酚醛树脂(BPF)具有优良的耐高温、耐烧蚀性能，添加无机粒子到BPF中制备复合材料，作为热防护材料得到了广泛的应用。在传统的方法中，直接将无机粒子加入到BPF中，虽然耐热性和耐烧蚀性能得到很大的改善，但是均存在粒子在树脂中分散不均匀，制备的材料常出现分相问题，不容易固化的现象，使得材料性能降低。本论文选用无机前驱体正硅酸乙酯（TEOS），通过溶胶凝胶法在BPF中生成SiO2粒子，实现了分子级的复合，避免有机/无机复合材料成型时出现分层现象，同时综合BPF树脂以及无机SiO2粒子优良性能于复合材料中。 首先，本文以 TEOS为无机前驱体，以盐酸为催化剂，探究了溶胶凝胶法制备SiO2粒子的最佳反应配比和反应条件。将制备出的SiO2凝胶在不同的温度条件下处理，表征了各项性能，研究硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）和γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）的加入，对SiO2粒子颗粒尺寸和形态的影响。其次，分析了 BPF的固化机理和固化成型条件，通过溶胶凝胶法在BPF中生成SiO2粒子，当TEOS含量为0、5％、10%、15%和20%时，研究体系的热性能，烧蚀性能以及力学性能。最后，添加APTES和GPTMS于复合材料中，探究偶联剂的加入对SiO2粒子颗粒尺寸、在BPF中的分散性以及对复合体系性能的影响。 得出制备SiO2粒子的最佳配比和反应条件：n(TEOS)∶n(EtOH)=1∶2、 n(TEOS)∶n(HCl)=1∶0.01、n(TEOS)∶n(H2O)=1∶2、反应温度为60℃、反应时间为4h。SiO2凝胶随着热处理温度的升高，特征吸收峰增强，晶型明显，APTES和GPTMS的加入，使得SiO2粒子尺寸减小，经过1000℃处理，颗粒尺寸100nm左右。在BPF中添加TEOS制备复合材料，到1000℃时的残留率、最大热失重所对应的温度、玻璃化转变温度、机械性能以及热氧化残留率与纯的BPF相比，有提高，随着TEOS的含量的增加，SiO2尺寸会逐渐增大。添加APTES或者GPTMS到复合体系中，TEOS含量相同时，复合材料力学性能增强，SiO2在BPF中分散更均匀。加入GPTMS时，粒子以20nm左右的尺寸均匀分散在BPF中，复合体系放置7天仍不会出现相分离，添加GPTMS后改性效果较APTES的好。复合材料在1000℃处理后，形成坚硬的陶瓷结构，保护内部碳元素。 综上所述，本文通过溶胶凝胶法制备二氧化硅/硼酚醛树脂复合材料，在提高材料耐热性和耐烧蚀性能的基础上，无机粒子在树脂中分散均匀，力学性能得到增强，同时改善了有机/无机复合材料相分离的情况。