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喷管是固体火箭发动机（SRM）的一个关键部件,而喉衬是发动机喷管中工作环境最恶劣的部位。随着更大载荷、更大推力和更高燃气温度、更远射程SRM的发展,SRM对喉衬材料烧蚀性能提出了更高要求。炭/炭（C/C）复合材料具有轻质、高强、良好的烧蚀性能、优异的抗热震性能,以及性能的可设计性等特点,是理想的喉衬材料,已广泛应用于SRM喷管喉衬。本研究以SRM喷管喉衬用C/C复合材料为背景,采用电弧驻点烧蚀试验方法,系统研究了烧蚀条件、炭纤维预制体和基体炭类型及结构等对C/C复合材料烧蚀性能的影响,揭示了其烧蚀机理;结合武器型号用SRM喷管喉衬的研制,解剖分析了地面点火试验后C/C复合材料喉衬的烧蚀形貌,探讨了其烧蚀机理;在此基础上,开展了添加难熔金属碳化物和SiC表面涂层制备工艺及其烧蚀性能的研究,并对2种常用的考核C/C复合材料烧蚀性能的方法进行了评价。系统考察了电弧驻点烧蚀条件（驻点压强、总焓、烧蚀时间等）对C/C复合材料烧蚀性能的影响规律。3000℃左右的温度范围内,焓值（温度）越高,烧蚀越严重;烧蚀时间延长,烧蚀量增加明显;C/C复合材料的烧蚀性能对驻点压强十分敏感,压强提高一倍,烧蚀率成倍地增长。系统研究了C/C复合材料的本征烧蚀性能,揭示了各因素的影响规律。C/C复合材料平行方向的烧蚀性能优于垂直方向烧蚀性能。热解炭和树脂炭混合增密的C/C复合材料烧蚀性能优于纯树脂炭增密的C/C复合材料烧蚀性能;典型粗糙层结构的C/C材料烧蚀性能优于典型光滑层结构的材料烧蚀性能;热解炭沉积密度越高,烧蚀性能越好。随着穿刺密度的增加,细编穿刺结构C/C复合材料烧蚀性能提高。揭示了C/C复合材料的烧蚀机理,建立了烧蚀模型。C/C复合材料烧蚀分为热化学烧蚀和机械剥蚀两部分,机械剥蚀决定材料宏观烧蚀形貌,热化学烧蚀决定材料微观烧蚀形貌。C/C复合材料的烧蚀优先从界面、缺陷、孔隙处开始并向纵深发展,导致炭纤维与热解炭、热解炭内部、热解炭与树脂炭之间的界面分离,以及孔洞、缺陷的进一步增大。此外,因热应力等新生成的裂纹及固有的裂纹变宽,不断延伸、扩展,甚至彼此贯穿。在外界剪切力、涡旋分离力或内部热应力的作用下引起材料的机械剥蚀。结合武器型号用SRM喷管喉衬的研制,解剖分析了SRM地面点火试验后C/C复合材料喉衬的烧蚀形貌,阐明了其烧蚀机理;针刺整体毡结构的C/C复合材料喉衬整体性完好、烧蚀均匀、烧蚀率低,但由于z向纤维含量较少,z向强度较低,在喉部、接近喉部位置易产生层间裂纹;细编穿刺毡结构C/C复合材料具有良好的热性能和力学性能,且材料性能各向异性小,烧蚀性能较好。随着压强的升高,C/C复合材料喉衬的烧蚀率增加。C/C喉衬的烧蚀主要由热化学烧蚀和机械剥蚀两部分组成。颗粒的冲刷将加强对烧蚀材料的传热、改变材料的性质和强度甚至破坏材料的结构,加速热化学烧蚀。查明了烧蚀过程中WC改性C/C复合材料中WC发生的系列物理化学变化及其作用。WC改性C/C复合材料宏观和微观烧蚀形貌较C/C复合材料的烧蚀形貌的有较大变化。WC改性C/C复合材料的高温烧蚀包括:C/C复合材料中炭与烧蚀气流中氧化气氛的反应;WC的氧化及熔融;WC的熔化;WO3和WC液膜的形成和剥蚀以及C/C复合材料的剥蚀。查明了SiC涂层对C/C复合材料烧蚀性能的作用机理。指出烧蚀过程中SiC氧化及SiO2熔融,从而降低了C/C复合材料烧蚀率,改善了其烧蚀均匀性。比较研究了C/C复合材料烧蚀性能测试方法等离子体烧蚀试验方法,简单、价格低,但与实际环境偏差大,烧蚀率数值小,重复性差;可作为参考,定性地断定材料的烧蚀性能。电弧驻点烧蚀试验方法比较接近实际环境,可根据要求调节驻点温度、驻点压强和烧蚀时间;烧蚀率数值适中;系统可靠,数据可重复性好;能较好地模拟固体火箭发动机喷管喉衬的真实烧蚀情况,但相对SRM地面点火试验,其试验费用低,试验准备周期短、简单。研究所得结果为下一步低烧蚀率C/C喉衬材料的开发和应用奠定了基础。