氮化硅纤维具有高强度、高模量、低介电常数以及良好的高温透波性能,其在天线罩、高超声速飞行器等透波材料上的应用也越来越广泛。以氮化硅纤维作为增强体的复合材料具有十分广阔的应用前景。本文首先分析了氮化硅纤维的力学性能、元素组成以及微观结构等,系统表征了其在空气和氮气环境下的耐高温性能;在氮化硅纤维表面引入Si ON涂层,并探究了涂层的组成以及其对纤维力学性能的影响;完成了Si₃N_4f/SiO₂制备及性能测试,并将其与SiO_2f/SiO₂束丝复合材料进行比对;此外,还探究了Si₃N_4f/SiO₂-BN束丝复合材料的组成与力学性能。首先研究了氮化硅纤维的耐高温性能,探究了氮化硅纤维在氮气和空气中经过高温处理后的力学性能,结果表明在空气气氛中,温度的逐渐升高促使了纤维氧化反应的发生,使纤维表面的氮化硅氧化成二氧化硅,进而形成氧化膜,使得纤维的强度下降。而相对较缓的退化速度则表明了纤维在空气中温度1200℃以下仍能保持一个相对较长的使用寿命;在氮气气氛中,即使在经过1400℃的热处理后,纤维仍保持着无定形形态和相对较好的力学强度,而当热处理温度达到1500℃时,Si₃N₄结晶会出现,纤维拉伸强度退化。根据氮化硅结晶的的温度,可以知道氮化硅纤维在氮气中1400℃以下能够保持较好的力学性能。研究了在氮化硅纤维上进行PHPS转化涂层的制备条件,并着重研究了涂层对于纤维力学强度的影响,也对涂层的结构以及化学组成进行了相关探究。制备涂层的较优工艺条件为:氮化硅纤维经丙酮浸泡和超声分散处理,采用5wt%PHPS浸渍,涂层转化条件为100℃空气气氛。涂层的组成主要是Si、O、N三种元素。当PHPS浓度为5wt%时,转化涂层对于纤维的常温力学性能提升最大,可达24.1%,涂层纤维在1200℃以下时力学强度有所提升,在更高温度下力学性能则较涂层之前有所下降。采用溶胶-凝胶法制备了Si₃N_4f/SiO₂束丝复合材料,并对其组成、结构和力学性能进行了比对。结果显示:Si₃N_4f/SiO₂束丝复合材料均未出现明显的界面反应;涂层Si₃N_4f/SiO₂束丝复合材料和未涂层Si₃N_4f/SiO₂束丝复合材料相比力学性能有提升,常温下拉伸强度提升了15.8%;Si₃N_4f/SiO₂束丝复合材料在1000℃和1200℃高温处理后拉伸强度分别为95.01MPa和57.59MPa,而SiO_2f/SiO₂束丝复合材料则仅有83.52MPa和28.54MPa,说明了涂层Si₃N_4f/SiO₂束丝复合材料的热稳定性要优于SiO_2f/SiO₂束丝复合材料。采用溶胶-凝胶法结合PIP法制备了Si₃N_4f/Si O₂-BN束丝复合材料,并对其组成、结构以及力学性能进行了研究。结果显示:石英基体与BN基体发生了界面反应,界面主要由Si-N和Si-O-B-N化学键构成,界面相主要包括Si₃N₄和B₂O₃两相;未经高温处理的Si₃N_4f/SiO₂-BN束丝复合材料,在拉伸断裂过程中存在纤维拔出,而当复合材料经过1000℃高温处理后,仍具有较好的力学性能,主要是由于高温下玻璃态的石英和SiON涂层对于纤维和基体中的微裂纹的愈合作用。而当热处理温度升高到1200℃以上时,复合材料的强度明显下降,主要是由于复合材料中微裂纹的增多,界面反应更加剧烈,并且纤维强度也有所下降。