SiC/SiC复合材料具有耐高温、低密度、高比强度和高比模量等优良性能，是极具潜力的航空发动机热部件材料。在服役条件下，材料需长期承受高温、应力、水蒸气和氧气耦合作用，产生热物理、化学损伤耦合，失效机理和损伤规律极为复杂。开展单向SiC/SiC复合材料在高温水氧耦合环境下应力氧化行为和力学性能研究，可对其在航空发动机上的应用提供指导。
　　本文首先对单向 SiC/SiC 复合材料三种组分在水氧环境下的氧化机理和氧化模型进行了研究，定性地分析了水蒸气对SiC氧化的促进作用。基于定性分析，发现氧化剂在SiO2中的扩散系数是SiC氧化速率的主要影响因素。其次，通过熔融淬火法，对无定形SiO2结构进行了分子动力学模拟，采用径向分布函数验证了该结构的正确性。基于此，提出了氧气和水蒸气混合气体在无定形SiO2中扩散的分子动力学模拟方法，并通过均方位移法计算了氧气和水蒸气的扩散系数，两者扩散系数上的差异在一定程度上验证了结果的有效性。
　　随后，基于各组分的水氧机理和传质学理论，提出了复合材料内部两阶段扩散的氧化动力学模型，推导了关于氧气和水蒸气浓度的二阶微分方程，模拟了材料内部几何形貌变化和质量变化率，质量变化率模拟结果与文献数据吻合度较高，验证了该模型的有效性。最后，基于材料内部各组分氧化形貌变化，考虑高温蠕变对纤维强度和刚度的影响，从细观力学角度出发，分析了纤维应力分布和强度分布，模拟了材料的宏观力学性能，获得了应变、剩余刚度保持率和剩余强度保持率随时间的变化规律。