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连续纤维增强碳化硅基复合材料作为一种在航空航天、交通运输和新能源等领域有着重要应用前景的高性能材料，一直受到材料研究工作者的广泛关注。本文通过前驱体浸渍与裂解的方法(Polymer Infiltration and Pyrolysis，PIP)，制备能满足大尺寸空间轻量化结构件应用需求的Cf/SiC和SiCf/SiC复合材料，并着重从制备工艺参数、纤维表面界面相的设计、小收缩基体性能优化三个方面进行了设计和研究，对制备的复合材料微观结构和性能进行了评价和分析。主要研究内容及结果如下：
⑴以聚碳硅烷作为SiC前驱体、亚微米级SiC粉体作为填料，系统研究了热解温度、浆料浓度、升温速率对2D Cf/SiC复合材料性能的影响。结果表明：热解温度和浆料浓度对复合材料的性能均有很大的影响。确定了最佳的裂解温度为1100℃，升温速率5℃/min，并确定了合理的浸渍浆料浓度为40wt.％，制得复合材料的抗弯强度为232MPa，体积密度1.72g/cm3，断裂韧性达到10.5MPa·m1/2。
⑵进行了纤维表面改性涂层制备及其对复合材料性能影响的研究工作。通过等温化学气相渗透法(ICVI)在SiC纤维表面沉积厚度可控的热解碳(PyC)涂层和SiC涂层。实验结果表明：SiC涂层能有效保护纤维在复合材料制备过程中不受化学损伤；PyC涂层为纤维/基体提供弱界面结合，有利于裂纹的偏转和纤维的拔出。以上两种涂层对纤维增强陶瓷基复合材料的力学性能有着重要的作用。
⑶研究了活性填料对纤维增强陶瓷基复合材料微观结构和性能的影响。通过在首次浆料浸渍过程中添加一定量的Al粉，2.5D SiCf/SiC复合材料的抗弯强度从382MPa提高到441MPa，3D SiCf/SiC复合材料的抗弯强度从395MPa提高到545MPa，这主要是由于基体性能的提高和基体与纤维之间界面结合变强，有利于载荷从基体向纤维传递，使纤维的性能得到充分的发挥。
⑷纤维表面SiC涂层的厚度在Al颗粒存在的情况下对复合材料的性能影响很大。对于3D SiCf/SiC复合材料，当SiC层厚度从0增加到1μm时，复合材料的抗弯强度从84MPa提高到545±17MPa，断裂韧性达到13.4±1.0MPa·m1/2。材料的断裂行为得到了明显的改善，在未沉积SiC涂层的复合材料的断口非常平整，看不到纤维拔出，而沉积了1μm的SiC涂层后，纤维拔出数量非常多，而且纤维表面保存完整，强度保留率高。同时，随着SiC涂层厚度的增加，复合材料的弹性模量呈增加的趋势。对于3D Cf/SiC复合材料而言，当SiC界面厚度从0.5μm增加到1μm时，抗弯强度从230±35MPa提高到386±22MPa，断裂韧性从11.4±2.1MPa·m1/2下降到6.6±0.4 MPa·m1/2。