短碳纤维增韧Si C-BN基复合材料是具有低密度、耐高温、抗氧化、耐烧蚀、力学性能稳定等优异特性的结构材料,已被应用于航空航天器的热防护系统以及热结构材料等领域。本文采用热压烧结工艺制备了Csf/Si C-BN陶瓷基复合材料,通过改善烧结工艺,添加烧结助剂和基体改性的方法,提高了复合材料力学性能,并达到缩短Csf/Si C-BN陶瓷基复合材料制备周期,降低成本的目的。通过研究复合材料的物相组成、组织结构、界面反应和断裂行为,为低成本、短周期制备性能稳定的Csf/Si C-BN陶瓷基复合材料提供实验和数据支撑。主要研究结论如下:1.研究了在压力为40 MPa,不同的烧结温度对Csf/Si C-BN陶瓷基复合材料的微观组织以及复合材料界面反应的影响。结果表明1750℃烧结的复合材料的强度和断裂韧度分别为87.89 MPa和6.37 MPa·m1/2,复合材料的界面主要以物理结合为主,界面结合较弱,有利于纤维增韧,但复合材料的基体强度较低。在1900℃制备的复合材料强度提高到131.84 MPa,但韧度仅为4.72 MPa·m1/2,复合材料界面结合较强,纤维不能发挥增韧作用,韧性降低。2.研究了不同含量Al2O3-Y2O3烧结助剂对复合材料烧结致密化、界面反应和力学性能的影响。添加2.5 wt.%Al2O3-Y2O3复合材料的弯曲强度和断裂韧度达到136.52 MPa和8.10 MPa·m1/2,复合材料的断裂模式由脆性断裂转变为韧性断裂。添加5 wt.%Al2O3-Y2O3复合材料的弯曲强度和断裂韧度分别为151.37 MPa和5.15MPa·m1/2,呈现典型的脆性断裂模式。3.研究了基体中不同含量的Zr B2对复合材料力学性能、界面反应和裂纹扩展模式的影响。研究表明,Zr B2的加入会加剧复合材料的界面反应,但纤维出现拔出、脱粘现象。15 vol%Zr B2会在复合材料的基体中局部聚集。Zr C和Zr B2聚集区域促进了裂纹沿着碳纤维和陶瓷基体或石墨中间层之间形成的弱界面偏转。复合材料的弯曲强度和断裂韧性达到最大值,分别为156.25 MPa和8.30 MPa·m1/2。4.通过对比分析了不同单相陶瓷基体对复合材料界面反应的影响。碳纤维增韧的单相Si C和BN基体复合材料的界面反应较弱,且界面反应不会随着烧结温度的升高而加剧。Zr C和Zr B2基体会造成复合材料较强的界面反应,碳纤维会受到不同程度的化学侵蚀。尤其是Zr B2基体会与碳纤维发生反应,在界面处生成Zr C。