陶瓷材料具有耐高温、耐酸碱、高强度等优点,因此广泛应用于各个工业领域。然而,传统制备陶瓷的方法成本较高（烧结温度高、烧结时间长、二次加工难、制备能耗大）,限制了陶瓷的应用范围。聚合物转化陶瓷（PDCs,Polymer Derived Ceramics）良好的可设计性、工艺性和低温陶瓷化等特性,使其在制备纤维、复合材料、涂层和薄膜等应用中大有前景。聚合物转化陶瓷技术作为一种革命性创新工艺,可以有效改善传统陶瓷制备工艺中温度高、时间长和能耗大的缺点。在众多陶瓷中,超高温陶瓷（UHTCs,Ultra-high Temperature Ceramics）因其具有高熔点（>3000 oC）、良好的耐烧蚀性和极好的高温机械强度等优良特性,在航天防热领域应用广泛。但随着工业发展,越来越苛刻的应用环境往往要求材料具有复合性能。例如航空工业中的球轴承、发动机阀门等部件的材料,需要兼顾抗氧化和抗摩擦的能力以适应恶劣的服役环境。在超高温陶瓷中,作为传统超高温结构材料,ZrB2-SiC陶瓷的高温抗氧化性已经在应用中得到了很好的体现,但针对摩擦学方向的研究和应用则十分稀少。大部分陶瓷在摩擦磨损中的应用,都是基于其优异的硬度使其具有高耐磨性,较低的低膨胀系数所以其具有很好的尺寸稳定性,良好的耐化学性和高温下保持物性的能力（即瞬时高温结构稳定性）。但是陶瓷的脆性阻碍了陶瓷在摩擦领域更广泛的应用。通常,陶瓷增韧的方法有两种,一是制备纳米陶瓷,二是制备复相结构陶瓷。聚合物转化陶瓷技术具有结构可设计性和可调控性,可以实现制备纳米复相陶瓷,有望实现对陶瓷协同增韧的效果。综上,本论文通过聚合物转化陶瓷技术,制备纳米复相ZrB2-SiC体系陶瓷,研究其摩擦磨损性能以及抗氧化性能,主要结论如下:1.成功设计并制备了ZrB2-SiC复相聚合物先驱体,裂解后获得纳米复合粉体。通过聚合物前驱体结构设计,固化裂解工艺调控,实现了均匀复相陶瓷粉体的制备,即每一个陶瓷颗粒都由两种物相组成。该方法一方面可以有效改善陶瓷各相的分散性,降低因异常长大导致的机械性能降低;另一方面,通过将粉体颗粒尺寸控制在纳米级别,可以降低烧结后陶瓷的界面缺陷尺寸,显著提高材料的断裂韧性。裂解后的粉体颗粒中,Zr B2颗粒呈球状包裹在SiC中,颗粒长大机制为Ostwald熟化,外层SiC的包裹对颗粒长大起到了明显的抑制作用。烧结后陶瓷表现较好的断裂韧性,显微结构分析表明当第二相颗粒尺寸较小时,基体中裂纹扩展方式主要为沿晶断裂。2.设计并研究了ZrB2-SiC陶瓷的摩擦磨损性能,揭示了不同相比例的陶瓷的摩擦磨损机制。通常,陶瓷的磨损量与硬度和断裂韧性密切相关,而当二者一定时,摩擦磨损的压力和距离是主要的影响因素。本论文的结果表明,第二相Zr B2颗粒大小的不同会引起陶瓷摩擦磨损机制的改变:考虑压力为变量时,当第二相晶粒较小,基体的摩擦损伤以微裂纹为主,基体损伤状态为轻微磨损;当第二相晶粒过大时穿晶断裂更易发生,基体损伤状态为重度磨损。而考虑摩擦距离为变量时,磨损接触面上产生损伤的主要模式主要由磨屑堆积程度决定;磨屑堆积越多,磨屑对摩擦接触面损伤越大,当磨屑堆积到一定程度,磨屑磨损即成为摩擦损伤的主要损伤机制。3.通过聚合物转化陶瓷工艺引入一定量的铝或钇改性SiC前驱体,进而制备ZrB2-SiC陶瓷,提高其高温下的抗氧化性能。结果表明,在SiC中掺杂Al/Y可以降低Si O2在1700℃的活度,大大提高了ZrB2-SiC陶瓷的抗氧化性能。与Al元素相比,Y元素在氧化初期向表面的快速扩散行为会导致氧化在初期有一段快速氧化过程,此时Y元素掺杂后陶瓷的氧化增重较快。当表面的钇浓度超过一定值,氧化速率就会很快降低,使得掺杂Y元素的ZrB2-SiC陶瓷在长时间氧化实验中抗氧化效果明显优于Al元素掺杂的陶瓷。