高超声速飞行器是一种机动性强、突防能力强的新型飞行器,极其严酷的环境对飞行器的热防护系统提出了很高的要求。气凝胶超低密度、超高孔隙率、超高比表面积、低热导率的优点使其成为热防护系统的潜在隔热材料。然而,传统气凝胶结构耐高温性能差并且容易发生破坏,很大程度地限制了其在实际工程上的应用。本文研制了具有良好高温稳定性和隔热性能的新型Y₂Si O₅气凝胶,并制备了纤维增强Y₂Si O₅气凝胶复合材料以及Y₂Si O₅气凝胶浸渗多孔纤维陶瓷复合材料。本文通过溶胶-凝胶工艺、超临界干燥工艺和高温烧结工艺制备了Y₂Si O₅气凝胶,研究了不同烧结温度对Y₂Si O₅气凝胶的微观形貌、化学成分、力学性能、热学性能的影响以及Y₂Si O₅气凝胶的成型机理。得到的纳米多孔Y₂Si O₅气凝胶具有低热导率（～0.029W/（m·K））、低密度（～0.330g/cm³）、良好的热稳定性,使用温度可到1300℃。同时,为了增强气凝胶的力学性能,提升气凝胶的承载能力,本文在溶胶过程中将增强相氧化锆纤维引入Y₂Si O₅气凝胶,制备出Zr O₂纤维增强Y₂Si O₅气凝胶复合材料,并研究了烧结温度和氧化锆纤维的含量对气凝胶性能的影响。结果表明,氧化锆纤维的加入有效提升了气凝胶的压缩强度,在保留气凝胶热学性能的同时能够明显提升其力学性能,当烧结温度为1000℃、纤维含量为5wt%时,气凝胶的隔热性能和高温稳定性得到了很大提升。本文还将Y₂Si O₅气凝胶和遮光剂通过真空浸渗法与莫来石多孔纤维进行结合,制备了莫来石多孔纤维/Y₂Si O₅气凝胶/遮光剂复合材料。得到的复合材料具有良好的机械性能和高温稳定性,并且表现出很好的隔热能力。研究了遮光剂的添加含量对材料性能的影响,发现遮光剂添加的含量存在最优值,在高温环境中遮光剂的加入明显遮蔽了红外辐射,提升了材料的隔热能力。Y₂Si O₅气凝胶及其复合材料表现出优秀的高温性能,具有在高温环境中为高超声速飞行器提供有效保护的潜力。