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高超声速飞行器的发展对热结构材料提出了新的挑战,迫切需要开发耐高温、抗烧蚀、力学性能良好的超高温结构材料。针对现有超高温材料的不足,开展了一种可熔融ZrC-C先驱体的制备、陶瓷转化的研究,在此基础上采用熔融浸渍法制备了C/C-ZrC复合材料。为了进一步提高力学性能和抗烧蚀性能,采用泥浆浸渍工艺对基体进行改性,研究了改性复合材料的力学和烧蚀性能。以乙酰丙酮锆为原料,通过加热缩聚反应制备了ZrC-C先驱体,研究了先驱体的缩聚反应机理、高温粘度变化规律和陶瓷转化过程。乙酰丙酮锆在190℃保温35min,熔融为液体,继续保温,失去部分乙酰丙酮配位体,生成数均分子量为8291212的聚乙酰丙酮锆（ZrC-C先驱体）。随着保温时间的增加,先驱体的粘度增大,在40100min,先驱体粘度保持在12148mPa?s,粘度适中,满足PIP工艺浸渍要求。经1650℃热处理,先驱体转化为（ZrC）1.0（HfC）0.0074（ZrO2）0.131C0.553陶瓷,产率为29.6%。以乙酰丙酮锆为原料,1.0g/cm3的C/C为增强体,采用熔融浸渍法制备了C/C-ZrC复合材料。为提高致密化效率和材料的性能,根据先驱体的性质,优化的工艺参数为:190℃自增压浸渍、1200℃无机化、1650℃热处理、12个PIP致密化周期,制备的C/C-ZrC复合材料弯曲强度146MPa,弯曲模量22.0GPa,断裂韧性8.68MPa?m1/2,氧乙炔焰烧蚀60s,线烧蚀率和质量烧蚀率分别为15.0μm/s和11.6mg/s。研究了C/C增强体16502700℃石墨化处理对C/C-ZrC复合材料性能的影响。随着热处理温度的升高,C/C增强体石墨化程度增加,导热系数增大,在烧蚀过程中可有效降低复合材料表面温度,有利于其抗烧蚀性能,经2700℃石墨化处理的C/C增强体制备的C/C-ZrC复合材料线烧蚀率减少35%。针对C/C-ZrC复合材料开孔率偏高、基体强度低等不足,兼顾高温协同抗氧化,设计通过泥浆浸渍法引入SiC和ZrB2对C-ZrC复合材料基体进行改性。引入的SiC将松散的ZrC颗粒连接成整体,同时填充内部孔隙,复合材料密度增加,开孔率下降,弯曲强度提高1.582.02倍,弯曲模量2.283.24倍。采用ZrB2泥浆浸渍改性的复合材料,表面形成一层ZrB2颗粒堆积层,在烧蚀过程中,氧化产物SiO2和B2O3挥发,降低试样表面温度,同时ZrO2增多,形成保护层,复合材料线烧蚀率由46.0μm/s降低至24.7μm/s。在复合材料制备过程中交替引入ZrC和SiC基体可控制基体成分的组成,得到不同ZrC/SiC的复合材料。引入的SiC造成基体与纤维束结合过于紧密,复合材料表现为脆性断裂,承载能力下降,弯曲强度降低至252271MPa;同时SiC相的增多降低了基体中ZrC的体积分数,复合材料的抗烧蚀性能下降,线烧蚀率增加至26.840.0μm/s。研究了ZrB2泥浆浸渍改性C/C-ZrC复合材料（C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料）在1500℃、1650℃和1700℃/1800℃的拉伸和弯曲性能。高温下,纤维-PyC涂层界面改善,复合材料的拉伸强度大于常温,1500℃拉伸强度最大,为145MPa,升温至1700℃,拉伸强度依然高达136MPa。而复合材料高温弯曲强度略有下降,1800℃弯曲强度为223MPa。研究了C/C-ZrC复合材料基体改性前后在1500℃和1700℃的抗氧化性能。经1500℃氧化,C/C-ZrC复合材料完全破坏,失去承载能力。引入ZrB2-SiC协同抗氧化后,复合材料表面形成一层SiO2-B2O3氧化膜,抑制氧的侵蚀,保护了复合材料。但氧通过试样侧面侵入材料内部,氧化纤维,复合材料弯曲强度下降,为117MPa;经1700℃氧化,复合材料氧化加剧,发生分层破坏。研究了C/C-ZrC-SiC-ZrB2复合材料在氧乙炔焰和等离子下的烧蚀性能。氧乙炔焰下,试样表面形成ZrO2保护层,随着烧蚀时间由60s增加至600s,复合材料的线烧蚀率由14.5μm/s降低至5.8μm/s,质量烧蚀率由10.0mg/s降低至2.4mg/s。由于等离子射流温度为2500℃,ZrO2未熔融,SiO2挥发,在烧蚀中心未形成保护层,随着烧蚀时间由60s增加至120s,复合材料的线烧蚀率由5.5μm/s增加至8.8μm/s。