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碳纤维作为增强材料能够有效改变复合材料的断裂模式,极大地提高材料的临界裂纹尺寸,因此在航空航天、武器装备领域具有巨大的应用前景。但碳纤维与基体之间的复合仍存在诸多问题,如碳纤维与基体的强界面结合不利于纤维在裂纹扩展时发生“拔出”现象,以及在高温复合的过程中自身的结构变化和与基体发生反应引起纤维的性能降低,这些都限制了碳纤维复合材料的应用。此外,碳纤维在高温条件下还易被氧化而降低力学性能。常用的解决办法是在碳纤维表面制备涂层来改善碳纤维与基体之间的相容性以及提升碳纤维的抗氧化性能。本文根据现有的陶瓷涂层体系,设计一种新型的碳硼烷单体,结合硅氢加成、格氏反应、单电子转移和缩聚等化学反应,将碳硼烷基团引入现有陶瓷材料体系中,成功制备了三种未见文献报道的新型碳硼烷-有机硅陶瓷前驱体,并通过浸渍裂解工艺（PIP）将其转换为陶瓷涂层,用于碳纤维的热防护处理。具体从以下三个方面展开:（1）碳硼烷-硅碳预聚物的合成与应用:以芳烃基硅甲撑双碳硼烷为初始原料,根据碳硼烷笼型结构上C-H的反应性,采用正丁基锂作为引发剂,按照阴离子聚合机理,将碳硼烷笼型结构中的C-H转变为C-Si-H;再经BPO/CCl4处理,通过氯化反应将分子中两个Si-H键转换为Si-Cl键;随后,由1,3-二乙炔基苯溴化镁格氏试剂与单体发生缩聚,得到的目标产物中同时含有碳硼烷基团和炔基。产物分子式结构经FT-IR、1H-NMR和13C-NMR进行鉴定,通过TGA,DSC,Py-GC-MS,FT-IR,SEM对预聚物的陶瓷化转变过程进行了探究,并研究了衍生陶瓷的热学性能,重点研究了抗氧化机理。最后,采用浸渍裂解工艺将该预聚物转换成陶瓷涂层用于碳纤维的热防护处理,优化了处理工艺,在最佳工艺的基础上研究了涂层纤维在高温条件下的氧化裂解机理,阐述了将碳硼烷与有机硅结合用于热防护领域的意义。（2）碳硼烷-硅氮预聚物的合成与应用:选用三乙烯基三甲基环三硅氮烷为初始原料,根据硅氢加成反应机理,在卡斯特催化剂的作用下与二甲基氯硅烷反应引入Si-Cl键;同时,在Pd/C催化下,在缓冲溶液中将1,1′-烃基硅甲撑-2,2′-双（二甲基硅基）双碳硼烷分子链两端的Si-H取代成为Si-OH;由含Si-Cl键和Si-OH的两种单体缩聚制备得到碳硼烷-硅氮预聚物,目标产物的结构由FT-IR、1H-NMR进行鉴定,其陶瓷化转变过程由TGA、DSC、Py-GC/MS进行探究。对于衍生陶瓷的结构形态,通过SEM进行了观察,并进一步与碳硼烷-硅碳衍生陶瓷的热学性能进行比较。通过控制变量法研究了不同处理工艺下制备得到的涂层纤维的抗氧化性能,并测试了不同处理条件下涂层碳纤维的力学性能。（3）碳硼烷-POSS的合成与应用:设计并合成了一种新型碳硼烷-笼型倍半硅氧烷聚合物（POSS）,产物的分子链中含有倍半硅氧烷（POSS）和碳硼烷两种笼型结构,POSS结构具有由Si-O交替连接的硅氧骨架组成的无机内核,能抑制聚合物分子的链运动并赋予聚合物体系良好的热稳定性。同样采用浸渍裂解工艺（PIP）将预聚物转换为陶瓷涂层,通过SEM观察涂层形貌,通过有氧环境下的恒温失重数据来判定涂层的抗氧化效果,并由拉伸强度的变化差异来确定涂层处理工艺的不同以及对碳纤维力学性能的影响。（4）最后比较了三种聚合物在陶瓷化转变过程中结晶成核的差异并对陶瓷结构形貌进行观测,并就三种涂层所提供的抗氧化效果,以及对碳纤维力学性能的损耗情况进行了比较和综合分析。