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随着航空、航天技术的快速发展,对能在大气层内长时间抗氧化、非烧蚀的高温结构材料提出了迫切的需求。前驱体转化法制备的SiBCN陶瓷因其优越的耐高温、抗氧化及抗蠕变性等优点而成为新型陶瓷材料的研究热点。前驱体浸渍裂解法（PIP）制备的碳纤维增强硅硼碳氮陶瓷基复合材料（Cf/SiBCN）克服了SiBCN陶瓷韧性差这一固有缺陷,兼具碳纤维优越的高温力学和物理性能以及SiBCN陶瓷良好的耐高温及抗氧化性,是一种集热防护、结构承载和防氧化为一体的新型耐高温结构复合材料。航天材料及工艺研究所近期在Cf/SiBCN复合材料制备工作中取得了一定的进展,得到一种新型高力学性能、高温抗氧化的热结构材料,复合材料拉伸、弯曲、压缩力学性能达到300MPa量级,是一类最具潜力的热结构复合材料,但目前SiBCN前驱体元素组成及工艺性能尚待优化,对前驱体固化、热解及抗氧化行为认识不足,不能有效指导复合材料制备工艺。为获得高性能高温抗氧化的Cf/SiBCN复合材料,本论文针对SiBCN陶瓷基复合材料基体用前驱体开展分子结构优化,合成表征工作,通过对前驱体热解机理、高温相演变及抗氧化性能的研究,建立起前驱体结构与性能间关系,为高性能热结构材料制备及应用提供理论依据。主要研究内容和结论如下:（1）以甲基氢二氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、三氯化硼以及六甲基二硅氮烷为原料通过共氨解反应合成SiBCN前驱体,得到的SiBCN前驱体是一类以Si-N和B-N键为骨架,带有-CH=CH2、Si-H、N-H活性基团的化合物,对投料配比进行调节可得到高陶瓷产率、适宜粘度以及高B元素含量的SiBCN前驱体。（2）对SiBCN前驱体热解行为进行了深入的研究。SiBCN前驱体的热解过程可以分为三个阶段,第一阶段为400℃以下,主要发生转氨基化反应释放出NH3以及S-H键与N-H键的脱氢耦合反应;第二阶段为400-800℃,发生烃基断裂和末端基团的脱除释放出CH4、丙烯、丁烯等烃类气体和产生二甲基硅烷、三甲基硅烷;第三阶段为800-1000℃,前驱体基本无失重,产物发生结构重排形成无定形网络结构,1000℃处理后无定型陶瓷主要由无定形碳（石墨状）、平面BN相、Si-C-N基体(SiCxN4-x单元,x=0,1,2,3)组成。（3）采用XPS、XRD、高温TGA等对SiBCN陶瓷高温相演变进行探讨。结果表明,在SiBCN陶瓷由低温向高温的相演变过程中,Si-N键逐渐转变为热稳定性更高的Si-C键,同时体系中C-B-N键含量逐渐提高。体系在1500℃下无失重现象发生,产物为无定形态,1700℃处理后有SiC、Si3N4晶体析出,随着热处理温度的提高,SiC晶体吸收峰增强,Si3N4晶体由于碳热还原反应以及自身的分解反应在加热过程中有部分失重现象发生。B元素含量对陶瓷高温稳定性有重要影响,B元素含量为9.1wt%时体系热稳定性最高,1920℃下失重率为5.74%,且经2000℃高温处理后陶瓷中仍有Si3N4晶体存在。（4）对SiBCN前驱体热解产物高温抗氧化行为及氧化动力学开展初步的研究工作。SiBCN陶瓷经1200℃和1400℃氧化后在表面形成了致密的氧化膜,氧化膜主要以无定形态存在,且与基体结合紧密。SiBCN陶瓷的氧化层厚度随时间变化满足抛物线方程,因此其氧化速率受氧扩散控制,其在1200、1400℃下的氧化动力学常数分别为0.0224和0.1045μm2/h,小于SiC陶瓷的0.0449和0.1288μm2/h。这是由于SiBCN陶瓷本身形成的BN（C）结构以及高温氧化后形成的SiOx Ny致密氧化膜降低了氧气在氧化层中的扩散速率以及反应活性,使得SiBCN陶瓷具有比SiC陶瓷更加优异的高温抗氧化性。（5）采用静态抗氧化性能测试及风洞烧蚀实验对制备的Cf/SiBCN复合材料抗氧化性能进行评价。Cf/SiBCN复合材料经氧化后在样品表面形成了氧化性保护层,阻碍空气向样品内部扩散,有效的保护了内部纤维及基体不被热空气氧化,使复合材料具备良好的抗氧化性能。烧蚀试验表明复材的质量烧蚀率为10-5量级,线烧蚀率为10-4量级,表现出良好的抗烧蚀性能。