随着航空航天领域的发展,日益严酷的服役环境对热结构材料的高温性能和抗氧化性能提出了严苛的要求,因此需要开发出新型耐高温、抗氧化、力学性能良好的高温结构材料。连续碳纤维的增强增韧作用和SiBCN基体优异的高温热稳定性能及抗氧化性能使C/SiBCN复合材料有望成为新一代高温结构复合材料。本文首先采用新型的聚硼硅氮烷先驱体,开展了C/SiBCN复合材料的PIP工艺制备研究;然后考察了C/SiBCN复合材料的高温热稳定性能及抗氧化性能,探讨了抗氧化机理;最后对C/SiBCN复合材料的纤维/基体界面进行了优化研究。研究了先驱体的裂解特性和裂解SiBCN陶瓷的基本性能。先驱体在800℃以上无机化转变完成。裂解SiBCN陶瓷在1700℃惰性气氛中仍可以保持无定形状态,在1800℃及以上分相出现Si C和Si3N4结晶。裂解SiBCN陶瓷在1600℃及以下未表现出明显氧化,在1700℃静态氧化后,则陶瓷表面形成了一层Si C和Si O2组成的致密氧化膜。采用PIP工艺制备了C/SiBCN复合材料,其密度为1.64 g/cm~3,开孔率为5.86%,弯曲强度为324 MPa,弯曲模量为56.9 GPa。研究了C/SiBCN复合材料在高温惰性气氛中的热稳定性能。经1500℃-2 h热处理后,复合材料的弯曲强度为180 MPa,其强度保留率为59%。当热处理温度升高到1600℃以上时,复合材料的弯曲强度急剧衰减到～50 MPa。强度急剧衰减的原因是SiBCN基体析晶获得的Si3N4晶粒在1600℃及以上与碳纤维发生界面反应导致纤维严重受损,复合材料的力学性能下降。研究了C/SiBCN复合材料在静态空气中的抗氧化性能。随着氧化环境温度从1200℃升高到1600℃,复合材料的氧化程度先增加后降低。材料经1400℃和1500℃静态氧化30 min后,复合材料的力学性能几乎完全丧失;而经1200℃和1600℃氧化60 min,弯曲强度还保持在100 MPa以上,前者与氧化速率低又关,后者与形成玻璃态氧化膜有关。研究了纤维/基体界面优化对于复合材料的影响。Py C涂层和BN涂层可以改善C/SiBCN复合材料的高温及抗氧化性能。Py C界面涂层厚度为0.5μm的复合材料,其在1600℃高温热处理2 h后的强度保留率从16.3%提高到了40.4%。BN涂层厚度为0.2μm和0.4μm的复合材料,其1600℃热处理后30 min后可维持其弯曲强度在91.5 MPa-108 MPa。经1400℃氧化30 min后,复合材料的弯曲强度保留率从～10.2%提高到了35.1%。