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ZrB2-SiC陶瓷是一类重要的超高温陶瓷材料(Ultra-High Temperature Ceramics，UHTCs)，但其高温力学性能和抗烧蚀性能限制了它的使用。为了进一步调控ZrB2-SiC基陶瓷的微观组织和提高材料性能，添加第三相碳化物是一种有效的途径。目前主要的第三相添加物为WC或ZrC，前者可有效地提高材料的高温强度，后者明显改善ZrB2基陶瓷的抗烧蚀性能，提高材料使用的可靠性。因此ZrB2-SiC-ZrC陶瓷的制备与性能受到广泛关注。但是对该三元体系缺少系统评价以及两种第二相交互作用的分析。 因此本文以ZrB2-SiC-ZrC三元体系为研究对象，采用热压工艺制备了ZrB2基超高温陶瓷，并从体系内的化学特征、烧结致密化、显微组织、界面结构、力学性能和氧化烧蚀性能等方面系统地研究了第二相SiC和ZrC在陶瓷中的协同作用。同时通过大范围调整组元含量，绘制了三元体系力学性能等高线图。具体内容如下: 1)通过研究ZrB2-ZrC陶瓷的热压致密化行为，分析不同ZrC含量和热压压力对材料致密化过程的影响，建立了ZrC的塑性变形与材料致密化之间的关系。同时在二维平面内计算了ZrC含量对材料致密化的影响。当ZrC体积含量小于5％时，材料不能单纯地通过ZrC变形实现致密化;而当ZrC体积含量大于15％时，会形成ZrC晶粒团聚体，增加了各晶粒的变形抗力，从而导致致密化速率随ZrC含量的增加而减小。 2)从Zener钉扎和微观界面的角度分析第二相SiC和ZrC在ZrB2基陶瓷微结构调控中所起的作用，表明颗粒钉扎和ZrB2晶界平直化均能抑制ZrB2晶粒生长。利用热处理的方式研究了材料组织在2000℃的热稳定性及各相晶粒生长的动力学特征，表明同时添加SiC和ZrC可细化材料组织提高热稳定性。最后探讨了三相陶瓷晶粒生长的耦合特性，表明三相晶粒在彼此间的交互作用下以合适的速度共同生长，且该速度小于相应的两相系统。 3)从复相陶瓷中残余应力分布出发，在ZrB2-SiC-ZrC三相体系中计算并测量了不同材料的残余应力状态，进而将其与陶瓷的力学性能联系起来，研究不同第二相SiC和ZrC对材料力学性能的影响。结果表明ZrC的高温度塑性变形可以调制ZrB2基陶瓷中的残余应力场，使ZrB2-SiC陶瓷中SiC颗粒所受的残余压应力从约800 MPa减小到约500MPa。在残余应力的调节下ZrB2-SiC-ZrC的断裂韧性(4.84 MPa·m1/2)和弯曲强度(800 MPa)均高于ZrB2-SiC。同时通过实验测量了不同材料的Weibull模数，发现减小SiC含量和提高ZrC含量均可提高材料的Weibull模数。在ZrB2-20ZrC和ZrB2-20SiC（vol％）陶瓷中的Weibull模数分别达到最大(14.1)和最小(6.9)。 4)研究不同材料在1600℃下的静态氧化行为，并结合热力学计算和氧化动力学特征分析了第二相尤其是ZrC的存在对ZrB2基陶瓷抗氧化性能的影响。同时建立了ZrB2-SiC-ZrC陶瓷在400-1600℃温区内的氧化模型和1600℃的挥发相图。在此基础上对比了ZrB2-SiC和ZrB2-SiC-ZrC在1900℃下的抗烧蚀性能，分析不同组分的ZrB2材料对热烧蚀的响应过程。结果表明当SiC和ZrC共同存在时，材料氧化后会在表面形成很厚的ZrO2-SiO2层，该层不能有效地阻碍氧扩散进而使材料静态抗氧化性变差;但该层同时具有高黏度和与基体结合牢固的特点，这又导致其能很好地抵抗外加应力引起的破坏，提高材料的抗烧蚀性能。ZrC相在ZrB2基陶瓷中不同的作用体现了材料在不同服役条件下对环境不同的响应。 5)通过实验和软件拟合绘制了ZrB2-SiC-ZrC体系的力学性能等高线图，系统并直观地建立了该体系中材料性能与组分之间的关系。该图反映出致密陶瓷的弹性模量和硬度主要受组分控制而与微结构关系不大;但材料的强度和断裂韧性除与组分有关外，更多地与微结构和残余应力等特征相关。同时材料性能等高线图有望为ZrB2基陶瓷的组分设计提供帮助。