碳化硅陶瓷凭借其优良的性能被广泛应用于化工、电子、能源、运输等领域。近年来，碳化硅材料的光学性质备受瞩目，常压固相烧结碳化硅陶瓷由于其便于制备大尺寸、复杂形状的部件，已作为结构件和光学部件应用于船舶、航空航天等领域。但是碳化硅材料在作为反射镜应用于光学系统时，由于其本身具有高硬度，很难进行表面光学加工，而且陶瓷微观结构缺陷也会影响光学表面的质量，因此需要对碳化硅陶瓷表面进行改性。　　 本论文研究了碳化硅陶瓷的常压烧结工艺。在碳化硅陶瓷的液相烧结过程中探索性的引入莫来石(Mullite)-锆石(ZrSiO4)体系作为液相烧结助剂，调节烧结工艺参数获得致密液相烧结碳化硅陶瓷。发现微观结构中存在莫来石晶须、小颗粒无定形锆石颗粒以及SiC骨料三种结构。对莫来石晶须的生长机理以及锆石成分对液相烧结碳化硅陶瓷力学性能的影响进行了研究。利用常压固相烧结方法制备致密碳化硅陶瓷，研究其微观结构和镜面加工性能，并在碳化硅基体上制备硅改性层。系统地研究了硅改性层的性质、制备工艺以及沉积过程原理等，为碳化硅材料在光学反射镜领域的广泛应用做出基础理论的研究贡献。　　 采用真空热蒸发沉积方法在碳化硅陶瓷表面制备了硅改性层。真空热蒸发沉积制备的硅改性层为无定形结构，薄膜内部成分、结构均匀。较高的沉积温度和较低的沉积速率可一定程度减小薄膜的残余应力。沉积薄膜表面存在纳米尺度的凹坑和凸起，而且沉积薄膜的微观形貌中存在许多原子堆积结构。薄膜的残余应力为张应力，在较高的沉积温度和较低的沉积速率条件下获得了残余应力、表面粗糙度最小的硅膜。　　 同时，采用等离子体辅助沉积方法在碳化硅陶瓷表面制备硅改性层。沉积硅膜为无定形结构，薄膜内部结构致密均匀，与碳化硅基体结合良好。沉积硅膜的残余应力为压应力，硅膜表面分布有离子源溅射造成的凹坑。提高离子源功率和沉积速率都会增加沉积薄膜的残余应力、增大薄膜表面粗糙度，其中沉积速率是影响这两种性质的关键因素。比较研究了真空热蒸发和等离子体辅助沉积制备的硅改性层的性质。在两种方法沉积硅膜中均有可能存在Si的微晶团簇体。等离子体辅助沉积可以有效地增加沉积薄膜与基体之间的结合强度，并显著增大硅薄膜的折射率（反射率），说明等离子体辅助沉积方法有效地增加了沉积硅膜的致密性。　　 为探索等离子体辅助沉积硅改性层的本征性质及沉积原理，在玻璃、多晶硅和碳化硅基体上利用较高的沉积速率制备硅改性层。薄膜内部具有微晶簇的无定形结构是等离子体辅助沉积硅膜的本征结构特征，沉积薄膜的表面形貌受碳化硅基体表面质量影响，在较高的沉积速率下容易产生缺陷。利用等离子体辅助沉积在玻璃基底上沉积纳米尺度的薄膜，硅薄膜在玻璃基体上的生长过程遵循Volmer-Weber生长模式，在沉积厚度达到10nm时形成连续薄膜。　　 为实现对薄膜残余应力的控制，设计了压应力膜层和张应力膜层交替沉积的叠层结构模型并理论推导其应力计算公式。利用实验在碳化硅基体上制备双层应力薄膜，证实了叠层应力公式的合理性，并研究叠层薄膜的表面形貌等方面的性质。进行多炉制备硅改性层的实验，证明在沉积前利用等离子体对预镀薄膜表面进行溅射清理，即可去除放气开炉过程引入的杂质污染对叠层膜内部结构及界面结合的影响，获得均匀的叠层薄膜结构。　　 对于沉积薄膜的制备及性能的研究，有助于更好的理解沉积过程中的科学问题，在进一步制备具有一定厚度的改性层或叠层结构的探索中，可有效地调控其表面形貌及残余应力等影响薄膜应用的关键问题。