SiCf/SiC复合材料因其具有低密度、高强度、高韧性、耐高温、抗氧化、耐烧蚀等优异性能,已成为航空发动机热结构部件中极具潜力的高温结构材料之一。航空发动机工作时面临非常复杂的应力环境和热化学环境,对所选用材料的力学性能与热物理性能均提出了较高的要求。因此,SiCf/SiC复合材料应用于航空发动机热结构部件前,其性能测试与仿真就变得至关重要,它直接关系着后续的部件考核。国内前期生产的SiCf/SiC复合材料由于受纤维性能所限,其力学性能和热物理性能还达不到航空发动机的应用需求,特别是在复杂热应力和热化学环境中。其次,国内对于SiCf/SiC复合材料性能的研究还不够系统,材料性能数据不够全面。本文采用耐温性能更好的KD-Ⅱ型SiC纤维作为增强体,通过采用改进的PIP（polymer impregnation and pyrolysis）工艺制备了SiCf/SiC复合材料,对其部分室温力学性能、热/力/氧耦合环境下的使用性能及其损伤机理和演化规律、热导率开展了系统研究,以期积累SiCf/SiC复合材料的性能数据,为其应用于航空发动机提供数据和理论支撑。主要研究内容及结果如下:（1）SiCf/SiC复合材料的力学性能测试试样采用KD-Ⅱ型SiC纤维编织的三维四向与三向正交结构织物作为增强体,以LPVCS（液态聚碳硅烷）为陶瓷先驱体,以Py C（裂解碳）为纤维-基体界面相,经10个PIP周期制备,热解温度为1200℃,保护气氛为Ar（氩气）。在第一次热解前,对浸渍后的纤维织物施加了1MPa的热模压压力,并于300℃进行固化。复合材料的热导率测试试样采用三维四向结构织物作为增强体,经若干PIP周期制备。其中,热模压压力为1-9MPa,热解温度为1200-1800℃。基体改性试样采用EPD（电泳沉积）方法将亚微米级SiC颗粒填入织物中,随后经8个PIP周期制备。EPD过程中,电压设置为30V,沉积时间为15min。（2）研究了SiCf/SiC复合材料的室温弯曲和拉伸性能。三维四向与三向正交复合材料的弯曲强度分别为895.4MPa和716.4MPa。三维四向复合材料的单轴拉伸强度、杨氏模量、比例极限分别为441.4MPa、138.9GPa、258MPa,而三向正交复合材料的相应拉伸性能则低于三维四向复合材料。主要原因是三向正交复合材料中沿拉伸方向的纤维含量较低。其次,二者的断裂模式不同:三维四向复合材料中的裂纹萌生于纱线交叉部位的基体富集区,裂纹沿纱线-基体界面扩展并向纱线内部偏转;三向正交复合材料中的裂纹萌生于Z向纱处的缺陷或者经向纱中的基体与界面相,之后主要由纬向纱承载。（3）研究了SiCf/SiC复合材料的室温压缩和层间剪切性能。三维四向复合材料的轴向压缩和层间剪切强度分别为418.7MPa和71.8MPa,均低于三向正交织物结构增强复合材料的轴向压缩和层间剪切强度,分别为498.8MPa和114.7MPa。三维四向复合材料的压缩失效模式包括纤维断裂,纤维-基体界面开裂、纱线-基体界面开裂分层、基体破裂,其层间剪切破坏模式包括纱线-基体界面的开裂分层、纱线交叉部位纤维的弯曲断裂。三向正交复合材料的压缩失效模式包括纬向纱-基体界面开裂分层、经/纬向纱剪切破坏、经向纱纤维-基体界面开裂、基体破裂,其层间剪切失效模式为多层纬向纱间复合剪切破坏。（4）研究了SiCf/SiC复合材料在1350℃大气环境下的拉伸和弯曲性能。其中,有CVD SiC表面涂层的三维四向复合材料的单轴拉伸强度最高,为473.8MPa,而三向正交复合材料的单轴拉伸强度略低,为358.9MPa。此时,SiC表面涂层起到了很好的保护作用,氧化反应主要发生在涂层表面,生成的Si O2延缓了O2向材料内部的扩散进程。无表面涂层的复合材料高温拉伸强度显著下降,其断口中未氧化区和氧化区区别明显。同样,无表面涂层复合材料的高温弯曲性能也发生了大幅下降。此时,Py C界面相首先被氧化消耗,随后暴露的纤维与基体表面也被氧化,氧化生成的Si O2在纤维-基体间形成强化学结合的脆性界面。在1350℃大气环境下,复合材料的拉伸强度受其加载速率影响较大。对于三维四向复合材料,当拉伸速率为5MPa/s时,其拉伸强度为473.8MPa;当拉伸速率为0.05MPa/s时,其强度仅有215.7MPa。利用延迟失效机制解释了复合材料高温拉伸强度的速率相关性,计算了SiCf/SiC复合材料的延迟失效参数,结果表明两种织物结构复合材料均对延迟失效敏感度高。（5）研究了SiCf/SiC复合材料在1350℃大气环境、不同疲劳应力水平（分别为60MPa、80MPa、120MPa和160MPa）作用下的疲劳性能,分析了疲劳断裂的损伤特征。疲劳寿命随着疲劳应力水平的增大而显著降低。在本文的试验范围内,复合材料的疲劳损伤机制均为氧化脆性断裂损伤,断口中氧化区面积随疲劳应力的增大而减小。（6）研究了SiCf/SiC复合材料在大气环境下的抗热震性能,热震温度区间为室温至1350℃,热震最大次数为50次。复合材料的弯曲强度在10次热震循环后开始下降,于30次循环后趋于稳定,50次循环后强度保留率仍有63.5%。复合材料的热震损伤机制为:材料的低导热性导致其内部在升温或降温时产生较大的温度梯度与热应力,热应力使结合较弱的涂层或界面开裂,空气从裂缝进入材料内部并使其产生氧化损伤。（7）对SiCf/SiC复合材料的热导率开展了实验研究,结果表明纤维体积分数、孔隙率对复合材料热导率影响程度较小,而基体和纤维的结晶程度对其导热性能影响较大。基体或纤维的结晶程度越高,则材料的导热性能越好。（8）通过编写Abaqus软件中的UMAT用户子程序,对复合材料的拉伸断裂过程进行了有限元仿真,模拟得到的强度、应力-应变曲线以及渐进损伤过程同试验中的现象与结果较为吻合。同时,对复合材料的热导率开展了有限元仿真分析,结果表明热量主要在高热导率组分中传递而忽略低热导率组分。最后,基于复合材料性能测试参数,对某型火焰筒进行了工况条件下的静力学有限元仿真,得到了其应力分布与形变云图。结果表明,火焰筒中的热应力与形变均低于复合材料的失效极限。