高温陶瓷材料具有优异的力学、热物理性能以及较高的化学稳定性,一直以来,高温陶瓷材料都用作高温领域的主要候选材料,近年来以ZrB2基陶瓷材料为代表的超高温陶瓷材料有望成为未来可返回飞行器最具前景的结构材料。然而高温陶瓷材料在服役环境下会受到由于温度剧变产生的热冲击影响,所以其抗热冲击性能的好坏是评定该种材料能否应用的重要指标。本文通过对材料抗热冲击评价理论的分析,比较了适用于评价ZrB2基高温陶瓷材料抗热冲击性能的各种抗热冲击因子R,通过实验验证了热应力断裂理论适用性。研究裂纹扩展与陶瓷材料热冲击抗力之间的影响关系进行了分析,利用Viker压痕法和包络线法测定裂纹扩展阻力R曲线,得出了两种材料体系热冲击抗力差异的机理。本文针对两种含有不同第三项添加物的ZrB2-SiC材料体系,在200~1500℃范围内进行热冲击试验,测量其剩余弯曲强度。在热冲击温差为400℃左右时该两种材料体系剩余强度发生突降。从剩余强度随温差变化曲线可以看出,添加石墨的陶瓷材料(简称ZSC)相对于添加AlN的陶瓷材料(简称ZSA)有更好的抗热冲击性能,其原因主要有:1、ZSC具有相对较高的热导率和相对较低的热膨胀系数;2、石墨的引入增加了软相的份额,能够消耗掉引起裂纹扩展的能量,所以ZSC具有更为明显的上升阻力曲线和更好的抗热冲击性能。本文分析了热冲击试验中热载荷因素对材料性能的影响。计算了热冲击试验的Biot数值。分析了材料表面粗糙度、表面氧化、材料组分以及显微结构对高温陶瓷材料抗热冲击性能的影响。试验和分析结果表明,对于晶粒尺寸大、内部缺陷少、表面光滑的ZrB2基高温陶瓷材料其热冲击性能较好。