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近年来，随着Cf/SiC复合材料在航空航天和军事领域的应用日益拓展，Cf/SiC复合材料的研究热度不断提升。在Cf/SiC复合材料的制备方法中，前驱体浸渍与裂解(PIP)法由于具有对设备要求低、易于实现复杂结构的净成形等优点，受到越来越多的关注。然而，在长时间和复杂受力的应用环境下，PIP法制备的Cf/SiC复合材料的力学性能和抗氧化性能仍有待于提高。据此，本文采用PIP法制备C f/SiC复合材料，通过在前驱体中引入填料或采用新型前驱体对Cf/SiC复合材料基体进行改性，研究改性后Cf/SiC复合材料组成、结构和性能的关系，重点探讨基体和界面状态对Cf/SiC复合材料力学性能和抗氧化性能的影响。
从理论上对PIP工艺进行分析，将其分为浸渍过程和裂解过程，并建立相应模型。通过数值模拟分析PIP致密化机理，并进行实验验证，从而对致密化过程中的影响因素形成明晰的认识，指导确定制备工艺参数，提高PIP法制备复合材料的制备效率及材料的致密度，改善Cf/SiC复合材料的性能。
针对聚碳硅烷(PCS)前驱体陶瓷产率低的缺点，采用二乙烯基苯(DVB)交联和添加填料的方式提高陶瓷产率。研究了交联过程中溶剂的配比、交联温度、交联时间对陶瓷产率的影响。结果表明，PCS与DVB的质量比为1∶0.2的前驱体溶液在120℃下交联6h后裂解，陶瓷产率可达71％。但是，陶瓷产物中存在过量的游离碳。因此，向PCS-DVB中引入Si3N4填料，不仅进一步提高了前驱体的陶瓷产率，同时Si3N4与基体中的残余碳发生反应，减少游离碳含量，提高了基体结晶程度。
采用浆料浸渍工艺向复合材料中引入Si3N4，进行基体改性，利用PIP法实现Cf/SiC复合材料的致密化。结果表明，Si3N4的引入，提高了复合材料纤维束内基体的致密度，Si3N4与残余碳反应，改善了陶瓷基体的结合力，调节了基体与界面层的结合状态，界面剪切力从32.7MPa提高至57.7MPa。同时，Si3N4改性Cf/SiC复合材料的力学性能显著提高，弯曲强度、弹性模量和拉伸强度分别达到500MPa、60GPa和212MPa，比未改性的材料分别提高了97％、123％和38％。此外，由于Si3N4的引入减少了基体中的残余碳含量，材料的抗氧化性能得以改善。在1500℃氧化10h后材料仍保留50％的剩余强度。
针对Cf/SiC复合材料中低温抗氧化性能差的缺点，分别采用硼粉和含硼前驱体(PBN)向基体中引入含硼相，制备具有自愈合功能的复合材料。研究不同硼引入方式对Cf/SiC复合材料组成和显微结构的影响，分析硼改性后的Cf/SiC复合材料力学性能和抗氧化性能。结果表明，采用PCS-DVB-硼粉浆料引入硼时，只有部分B粉转化为B4C相，在纤维束中存在部分未反应的B粉颗粒。由于在基体中含硼相含量较少且分布不均，导致材料抗氧化性能较低，无法起保护纤维的作用。
采用PBN与硼粉混合的浆料引入硼时，由于PBN对SiC界面具有较好的润湿性，复合材料纤维束内BN含硼相的体积含量提高，且连续分布在纤维束基体中。经过1600℃热处理后，具有PyC/SiC界面的Cf/SiC-BN复合材料弯曲强度在250MPa以上，同时表现出较好的抗氧化性能。在700℃氧化10h后，材料失重率约为5％。氧化后的材料仍表现出非脆性断裂特征，其剩余弯曲强度为149MPa。进一步在Cf/SiC-BN复合材料中引入Si3N4进行改性，发现基体中形成了多层结构。该结构的形成增强了纤维束内的基体结合强度，材料的弯曲强度提高约20％，达到315MPa;同时延长了氧气扩散路径，改善了材料的抗氧化性能，氧化失重减少28％。