近年来以高超声速飞行器为代表的各类新型飞行器得以快速发展,ZrB₂基超高温陶瓷由于其出色的耐温性能和高强度常用作飞行器热防护材料。但其较高的密度和导热系数,限制了其大规模的应用。在飞行器非结构部位更注重热防护材料的工艺性、轻质、防/隔热功能相结合等特性,对材料强度要求较低。将有机硅树脂同ZrB₂基陶瓷相结合,使其兼备良好工艺性、耐温、低导热系数和较低密度等性质,对实现ZrB₂基超高温陶瓷大范围应用具有重要意义。本论文选用具有高温稳定性的ZrB₂,复配Si、SiO₂、B₄C和短切碳纤维,经1500℃/1 h热处理制备了ZrB₂基多孔陶瓷材料。所制备的多孔陶瓷试样具有良好的维形能力,密度为1.926 g/cm³。在高温条件下各组分协同反应,形成外层为致密氧化层、内部为多孔的结构。试样在25℃下导热系数为1.670 W·m^-1·K^-1,1000℃时为2.572 W·m^-1·K^-1;经过1500℃静热氧化考核后,压缩强度较氧化前上升了13.23%。并设计三种负载方式将二茂铁催化剂负载在碳纤维表面,原位生长CNTs以构筑短切碳纤维–CNTs二元相结构提高材料的力学性能。选择具有良好工艺性、高陶瓷化产率的固态硅树脂作为改性剂,该硅树脂高温转化为SiO₂和SiC。利用该硅树脂改性制备有机硅改性ZrB₂基多孔陶瓷,扫描电子显微镜（SEM）和压缩强度结果表明硅树脂适宜含量为10%;短切碳纤维含量为12.5%时对试样具有较好的增强增韧作用;空心微球含量为10%时可以降低密度且体积收缩较小。按上述配比制备的有机硅改性ZrB₂基多孔陶瓷密度为1.763 g/cm³,导热系数为1.046 W·m^-1·K^-1,室温压缩强度为18.181 MPa,经1500℃静热考核后压缩强度为22.397 MPa。硅树脂在高温转化为结晶化程度较低的Si-O-C陶瓷,其中残余的自由碳降低了材料的力学性能。引入二茂铁催化剂和FeCl₃作为高温硅树脂结构转化促进剂对有机硅改性ZrB₂基多孔陶瓷强韧化。二茂铁催化高效构筑CF-CNTs二元相结构,同时高温条件下Fe³⁺发生碳热还原反应消耗残余的自由碳,实现对材料协同强韧化。强韧化试样室温压缩强度达到23.296 MPa,密度为1.591 g/cm³,试样在25℃下导热系数为1.086 W·m^-1·K^-1,1000℃时为1.571 W·m^-1·K^-1;经1500℃静热考核后压缩强度为27.187 MPa。结果表明本论文制备的有机硅改性ZrB₂基多孔陶瓷具有较好的防/隔热性能。