随着我国核工业技术的迅速发展,先进核反应设施的安全可靠性越来越受到人们的重视。特别是新型的第四代核反应堆（Gen.Ⅳ）,堆芯温度更高,辐射剂量更大,对传统核结构材料提出了严峻的挑战。材料纳米化和异质界面的构建是是实现材料“超辐照耐受性”的有效途径。因此,本文以SiC材料在核用极端环境下的优异性能为背景,对其进行纳米化设计,并通过引入纳米碳材料作为第二相进行异质界面构建,改善其室温辐照下存在的非晶化现象以及伴随的明显体积肿胀等问题,为新型核用SiC结构材料的设计和制备提供参考。主要研究内容及结果如下:（1）采用原位透射电子显微镜（In-situ TEM）观察游离态的1D的多壁碳纳米管（Multi-wall carbon nanotubes,MWCNT）,0D的纳米金刚石（Nanodiamonds,ND）和纳米洋葱碳（Carbon nano-onions,CNO）等几种纳米碳材料的抗辐照性能。从形貌、固有缺陷和sp~2-sp~3杂化三个关键因素入手,深入探讨纳米碳材料辐照损伤机理。通过HR-TEM的观察发现,上述碳结构在电子辐照下具有相似的缺陷类型（新石墨片层和空位线缺陷）,但却表现出不同的结构稳定性。在高剂量(2.698×1025 e/cm~2)和高电流密度（1.66×10~3 A/cm~2和3.79×10~3 A/cm~2）作用下,与直径10～30 nm、长径比200～2000的MWCNT相比,平均直径为10 nm的ND和CNO具有更好的结构稳定性。通过比较多缺陷和少缺陷的洋葱碳和碳纳米管可知,材料中固有缺陷的存在导致纳米碳材料在较低的剂量下就表现出结构稳定性的衰退。进一步比较sp~3结构的纳米金刚石和sp~2结构的洋葱碳发现,sp~3结构在电子辐照下会向sp~2结构转变,而sp~2结构本身则具有更好的稳定性。此外,缺陷的迁移方向可以由内部空间改变,这是由纳米碳结构中的辐照诱导压力所引起的。（2）将优选出的纳米金刚石和洋葱碳与固态聚碳硅烷混合,制备不同体积分数的纳米碳材料改性的聚合物转化SiC（PDC-SiC）。HR-TEM显示ND的加入促进了SiC晶粒的长大,同时抑制了碳结构的析出和长大,而CNO则正好相反。分别进行表面0.25 dpa（Displacement per atom）和1 dpa剂量下的2 Me V Au2+室温辐照实验,研究纳米碳材料种类和掺量对所得材料抗辐照性能的影响。结果表明,ND/PDC-SiC和CNO/PDC-SiC的临界非晶剂量大于传统单晶SiC（0.25 dpa）且表现出更大程度的“界面驱动收缩”行为。Raman光谱和AFM显示,纳米碳结构提高了PDC-SiC中碳结构辐照后的晶体结构稳定性,且随着掺量的增加,抗辐照性能逐渐增强。与ND相比,CNO对PDC-SiC抗辐照非晶化和体积肿胀的效果更加明显。宏观性能方面,ND的加入更有利于PDC-SiC的辐照力学稳定性。在800～1100℃对辐照后的样品进行退火处理,发现,随着温度的升高,材料中的SiC和C结构均可实现热修复行为,且CNO的热修复现象更加明显。