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在航空航天领域，先进发动机的发展迫切需要开展新型复合材料的研究。SiC纤维增强Ni基复合材料具有较高的比强度、比刚度，尤其是具有明显的减重效果，可以显著提高发动机的推重比，在航空航天等高技术领域具有极大的应用潜力。但是SiC纤维增强Ni基复合材料的发展一直非常缓慢，纤维与基体的界面反应以及热膨胀系数的不匹配是影响力学性能和使用性能的主要原因。为了实现SiC(f)/Ni界面的最优设计，需要对纤维进行表面改性处理。对SiC纤维进行表面改性的方法包括：⑴溶胶-凝胶法制备氧化钇涂层：经过工艺优化，在Y3+浓度为0.4mol/L，H2O：Y3+为30:1，预处理温度为400℃的条件下可以得到均匀致密的涂层。⑵使用了电弧离子镀法制备Al2O3涂层。在偏压为0V和-100V的条件下制备的SiC纤维表面Al2O3大颗粒比较多，偏压为-200V时纤维损伤严重。而采用磁过滤电弧离子镀法制备的Al2O3涂层致密均匀，没有大颗粒现象，偏压为0V和-50V时纤维的力学性能变化不大。⑶采用反应磁控溅射法制备了(Al+Al2O3)涂层。结果表明，涂层表面均匀致密，成分基本为Al2O3。沉积(Al+Al2O3)涂层的方法保护了富碳层，并且保证了纤维和涂层之间较好的结合。纤维的拉伸实验结果显示这种改性方法对纤维的力学性能影响很小。⑷采用溶胶-凝胶法制备了Y2SiO5涂层。当升温速率为0.5℃/min时，涂层表面致密均匀无空洞。
本文将反应磁控溅射法制备(Al+Al2O3)涂层作为主要的改性方法，并采用这种方法进行复合材料的制备。首先在改性后的SiC纤维表面沉积Ni层制备复合材料先驱丝。结果表明，Ni层的沉积速率与溅射功率和工作气体压强有关，Ni层呈柱状晶结构。将先驱丝表面的Ni层腐蚀之后测得的拉伸强度与制备先驱丝之前的强度、Weibull模数均差别不大，说明磁控溅射过程对纤维的力学性能影响不大。采用固态扩散结合的方式制备了复合材料，优化了温度、压力和时间三个重要参数。对于纤维体积分数为37％的先驱丝来说，制备复合材料的最优工艺参数是870℃×50MPa×2h，在该条件下制备的复合材料致密，纤维排列有序，同时(Al+Al2O3)涂层可以起到阻挡纤维和基体之间反应的作用。对复合材料的室温拉伸性能进行了测试，初步结果表明，制备成复合材料之后，比强度提高了390％，比模量提高了80％，并且在同等体积下，可以减重22.9％。真空热压过程对纤维和界面的损伤是影响复合材料性能的主要原因。对复合材料的高温稳定性进行了研究，结果表明经过850℃×250h，900℃×50h，950℃×50h真空热处理之后，纤维的界面稳定性较好。