Cf/C复合材料具有密度低、比强度和比模量高、热稳定性好以及抗热震性优异等优点,在飞行器前缘、鼻锥、火箭发动机喷管、喉衬、燃烧室等热防护部位具有较大应用潜力的高温材料。然而,Cf/C复合材料较差的抗氧化性严重限制了其在高温氧化气氛中的使用。针对Cf/C复合材料抗氧化性能差且与抗氧化涂层热匹配性差的难题,通过化学气相浸渗（CVI）和先驱体浸渍裂解（PIP）工艺在Cf/C复合材料内部引入抗氧化的SiC和ZrB2陶瓷组分,制备了Cf/C-SiC-ZrB2复合材料,并在复合材料表面制备了SiC/ZrB2-SiC/SiC多层抗氧化涂层,考察了材料的力学性能、热物理性能及抗烧蚀抗氧化性能。研究了预处理、沉积时间和丙烷含量对Cf/C复合材料性能的影响。与未预处理的Cf/C复合材料相比,预处理的碳纤维平板经热解炭沉积后,表面保持平整,平板表面为多孔结构,有利于后续的热解炭沉积和PIP工艺。随着沉积时间的延长,Cf/C复合材料的体积密度逐渐增加。在CVI工艺初期,随着材料体积密度的增加,Cf/C复合材料力学性能逐渐增加。当体积密度达到1.23g/cm~3后,材料的力学性能不再随体积密度的增加而单调增加。继续增加体积密度反而引起力学性能的衰减。丙烷含量过高或过低时,不利于热解炭在碳纤维表层的均匀沉积,当丙烷含量为50%时沉积的热解炭层比较均匀。通过化学气相沉积工艺在Cf/C复合材料沉积C-SiC梯度基体,再以三氯甲基硅烷深度沉积SiC基体,获得Cf/C-SiC梯度复合材料。选用聚合硼氮烷与有机锆先驱体反应,合成了ZrB2超高温陶瓷先驱体。通过在Cf/C-SiC复合材料中浸渍-裂解ZrB2-SiC复合陶瓷先驱体制备了Cf/C-SiC-ZrB2复合材料。研究了温度对浸渍剂粘度以及浸渍压力和浸渍次数对复合材料密度的影响,确定了ZrB2-SiC复合陶瓷先驱体的最优浸渍工艺参数。研究了先驱体裂解工艺参数对复合材料性能的影响,确定了ZrB2-SiC复合陶瓷先驱体的最优裂解工艺参数。裂解后复合材料的弯曲强度为315.1MPa,断裂韧性为10.87MPa·m1/2。为了探究超高温陶瓷组分与Cf/C复合材料的热匹配性,首先在石墨表面制备了添加MgO的ZrB2-SiC/SiC双层涂层。MgO促进了涂层的致密化,显著提高了涂层的可重复性能。含ZrB2-SiC/SiC双层涂层的Cf/C复合材料具有较好的抗氧化性能。采用包埋法与刷涂工艺结合,在Cf/C-SiC-ZrB2材料表面制备SiC/ZrB2-SiC/SiC多层涂层。对Cf/C-SiC-ZrB2复合材料的常温力学性能、高温力学性能、热物理性能及微观结构进行了表征。通过静态氧化试验、等离子烧蚀及风洞考核试验表明,本文制备的Cf/C-SiC-ZrB2复合材料及其涂层具有优异的耐高温、抗氧化、耐烧蚀冲刷性能。