碳纤维增强碳-碳化硅双基（C/C-SiC）复合材料综合了碳纤维优越的力学性能和陶瓷基体良好的热/化学稳定性,具有比重低、比强度高、热膨胀系数小、抗烧蚀性能优异等优点,现已广泛用作液体冲压发动机燃烧室内层的热结构材料。随着武器装备技术的发展,发动机的热防护条件日渐苛刻,燃烧室内层封头的烧蚀与机械冲刷也越来越严重。为了提高燃烧室内层封头在瞬态大过载环境下的整体抗压强度,同时满足其抗烧蚀的要求,实现结构与功能的统一,本课题采用“化学气相渗透（CVI）+聚合物浸渍裂解（PIP）”组合工艺制备C/C-SiC复合材料,通过力学试验与数学模拟相结合的方式表征分析了针刺NOL环预制体的整体拉伸性能和层间剥离性能;表征了C/C-SiC复合材料的弯曲性能与剪切性能;综合水压爆破试验和有限元模拟,分析了C/C-SiC复合材料圆环试验件及封头试验件的破坏机理;并采用氧乙炔烧蚀试验测试了C/C-SiC复合材料的抗烧蚀性能。主要研究内容和结果如下:（1）研究了炭布铺层方式、针刺密度、针刺深度对针刺NOL环预制体整体拉伸强度及层间剥离强度的影响,构建了针刺NOL环预制体整体拉伸性能、层间剥离性能与预制体成型参数的响应面模型,获得了碳纤维针刺预制体综合力学性能最佳的预制体成型参数。结果表明,当针刺密度为15.25针·cm-2、针刺深度为12.86 mm、无纬布占比0.26时,碳纤维针刺预制体的综合力学性能最佳:层间剥离强度为398.04N·m-1,整体拉伸强度为5.31 MPa。基于预制体成型参数与碳纤维针刺预制体综合力学性能的响应面方程,选定针刺密度为17针·cm-2、针刺深度为12 mm、无纬布占比0.25的参数组合,对其进行整体拉伸性能和层间剥离性能的预测,预测值与实际值误差范围在6%以内,该模型具有较好的准确度。（2）研究了SiC基体含量对C/C-SiC复合材料烧蚀性能、弯曲性能和面内剪切性能的影响。结果表明,随着SiC基体含量的增加,C/C-SiC复合材料的烧蚀率、弯曲强度和面内剪切强度都呈现出先增后减的趋势。SiC陶瓷基体含量为24.23%的试样综合性能最优,300 s线烧蚀率为0.0034 mm·s-1,300 s质量烧蚀率为0.0011 g·s-1,弯曲强度为181.1 MPa,面内剪切强度为25.8 MPa;在一定范围内适当增加无纬布铺层和针刺密度、降低针刺深度,可以提高材料的弯曲强度与面内剪切强度,与未经预制体成型参数优化的对照组试样相比,试样的弯曲强度和面内剪切强度分别提高了22.2%和23.3%。（3）测试了C/C-SiC复合材料圆环试验件与封头试验件的水压爆破强度,建立了水压爆破过程的有限元模型,探究了影响试验件整体承压性能的因素。结果表明,预制体成型参数的优化对圆环试验件的整体承压性能有显著提升,使其水压爆破强度从1.9 MPa增加到了2.3～2.4 MPa,四组圆环试验件均出现了纵向裂纹,试验件开裂时的环向拉应力大于轴向压应力,其环向抗拉强度对试验件的水压爆破强度有显著影响;经过预制体成型参数优化和SiC基体含量优化后的封头试验件表现出优异的整体承压性能,水压爆破强度为1.7 MPa,封头试验件的开裂主要是因为构件弧面靠近大端处的轴向拉应力远大于环向拉应力,致使该区域出现了环向开裂;有限元模拟预测的C/C-SiC复合材料圆环、封头试验件开裂模式与水压爆破试验的结果吻合性良好。