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炭纤维增强碳化硅（Cf/SiC）复合材料是以炭纤维作为增强体,SiC陶瓷作为基体,通过特殊的工艺复合而成的一种新型结构功能材料,以其独特的低密度、高比强度、高比模量、高导热率、耐腐蚀、耐磨损、抗氧化、抗烧蚀等优异性能,被广泛应用于航空航天及军事等高新技术领域。然而传统Cf/SiC复合材料的制备流程繁琐、周期较长且经济性较差,其制备工艺仍待改进和优化,在高温环境中容易发生脆断并引发灾难性损毁,在极端恶劣环境中的服役寿命和稳定性仍待提高。为了解决这一问题,本文设计了模压烧结-融硅浸渍法及真空热压烧结法两种工艺来进行复合材料的制备,并对其优缺点进行了分析和比较。将石墨烯和ZrO2涂层沉积至炭纤维表面,并将Ti元素引入到SiC基体中,对增强体和基体分别进行改性,并成功制备了rGO-Cf/SiC、ZrO2-Cf/SiC和Cf/Ti3SiC2-SiC复合材料。与传统Cf/SiC复合材料相比,其力学性能和高温抗氧化性能都得到了相应的提升,为Cf/SiC复合材料的发展和应用做出了一定的贡献。采用湿法混合工艺,将经过预处理的炭纤维剪切至4～6mm,随后与陶瓷粉末在羧甲基纤维素钠的水溶液中混合均匀,并通过模压烧结-融硅渗透工艺制备了不同炭纤维含量的Cf/SiC复合材料。结果表明:预处理后的炭纤维表面上浆剂的去除效果显著,其表面出现明显的纹路并吸附了大量的含氧官能团;在适当的分散剂溶液浓度和温度下,短炭纤维束全部分散成单丝,并均匀分布于所制备的Cf/SiC复合材料当中;过高的局部热应力促使了SiC晶体由β→α的转变,在基体中同时检测到α-SiC和β-SiC两种晶型;此外,30vol.%炭纤维含量的Cf/SiC显示出最高的弯曲强度、断裂韧性及剪切强度,在1600℃氧化5h后失重率达到了10.1%。通过改性Hummers法以天然鳞片石墨为原料配置了氧化石墨烯（GO）溶液,随后采用电泳沉积工艺在炭纤维表面吸附GO纳米片层,还原后与陶瓷粉末混合制备了rGO-Cf/SiC复合材料。结果表明:炭纤维表面GO纳米片层的沉积效果受到沉积电压、沉积液浓度及沉积时间的影响;改性后炭纤维的比表面积和亲和力都得到了提升,与SiC基体之间的界面结合也得到极大的改善,所制备的rGO-Cf/SiC复合材料的力学性能提升效果显著。与未改性的Cf/SiC复合材料相比,其弯曲强度、断裂韧性及剪切强度均提高了20%以上,在1600℃氧化5h后失重率仅为9.6%,并维持着52%左右的剩余弯曲强度。利用氧氯化锆粉末在酸性条件下配置了氢氧化锆溶胶-凝胶液,采用循环提拉-浸渍工艺在炭纤维表面涂覆均匀的ZrO2涂层,退火后与陶瓷粉末混合制备了ZrO2-Cf/SiC复合材料。结果表明:在特定的温度和p H下,氢氧化锆溶胶液的稳定性主要受制于溶液中的Zr4+浓度;随着循环次数的增加,炭纤维表面的ZrO2涂层厚度也不断增大,并在5次循环后完全覆盖炭纤维的外表面;经XRD检测其化学组成主要为m-ZrO2,并在烧结过程中逐渐转变成为热力学性能更为稳定的t-ZrO2;与rGO-Cf/SiC复合材料相比,力学性能的提升并不明显但高温抗氧化性能提升显著,在1600℃氧化5h后失重率降低至7.8%。通过热压烧结工艺,将碳化硅、硅及碳粉按照Ti C:Si:C=3:（3+x）:x的比例加入经过预处理的短炭纤维分散剂溶液当中,在高温条件下合成三元Ti3SiC2相,同时得到了Cf/Ti3SiC2-SiC复合材料。研究发现:当x的取值为0.8时,复合材料中的Ti3SiC2相含量最高,均匀的分布于SiC基体当中并显示出典型的层片状的微观形貌;所制备的Cf/Ti3SiC2-SiC复合材料结构致密孔隙率较低,表面平整没有明显的缺陷;与未改性的Cf/SiC复合材料相比,其力学性能和高温抗氧化性能均有着较大的提升;经高温氧化实验后,失重率降低至5.6%,烧蚀率仅为0.498mg/s,弯曲强度和剪切强度的保持率分别达到了72.1%和52.7%。