氮化硅具有高强度、高硬度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、抗氧化、抗热震、介电常数较低等一系列优良性能,被视为是最有希望的新一代高温透波材料。本文采用化学气相沉积法在多孔氮化硅和熔石英表面制备了氮化硅涂层;采用化学气相渗透法制备了BN/Si₃N₄和C/Si₃N₄复合材料,分析了BN/Si₃N₄和C/Si₃N₄的微结构,采用氧乙炔焰进行烧蚀考核,研究了C/Si₃N₄复合材料的烧蚀机制。化学气相渗透法制备的Si₃N₄基体均匀包敷在氮化硼、碳纤维表面,由于Si₃N₄基体与氮化硼纤维的润湿性差并且热膨胀系数不匹配,Si₃N₄基体与氮化硼纤维之间存在空隙并且容易被剥离。Si₃N₄基体是由球形颗粒组成的,根据化学反应动力学、过饱和-凝聚-熔合理论研究了Si₃N₄基体的生长机制,结果表明Si₃N₄基体的生长模式符合S-K生长模型。C/Si₃N₄复合材料表面Si₃N₄基体呈现岛状结构,Si₃N₄基体由纳米级的α-Si₃N₄和非晶Si₃N₄组成,C/Si₃N₄复合材料断裂过程中碳纤维的拔出是复合材料的主要增韧机制。运用串联模型计算了沉积Si₃N₄基体的介电常数;运用纳米压痕仪及划痕仪测试了Si₃N₄基体的硬度、弹性模量及其与基体的结合力;运用红外分析仪测试分析了RTP前后Si₃N₄基体结合键及红外透过率的变化情况;通过多次的多温度点的循环热震实验测试了Si₃N₄基体的抗热震性能;通过差热分析仪和高温处理实验研究了Si₃N₄基体的热稳定性和晶体结构演变;C/Si₃N₄复合材料2200℃烧蚀时,中心区域Si₃N₄基体分解升华,碳纤维烧蚀断裂,纤维被氧化;环形区域Si₃N₄基体部分被氧化成SiO₂液层,部分受热冲击破裂,在机械冲刷下部分纤维裸露,表面形成SiO₂球形颗粒。