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C/C复合材料具有密度低、耐烧蚀、高温性能好等优异特性,是航天发动机喷管的优选材料。在实际工程应用中,通常需要将C/C复合材料与Nb金属过渡环连接形成复合构件来使用。钎焊作为一种简易、高效的工业化连接技术被广泛应用于复合材料与金属的连接。然而,由于C/C复合材料与Nb的线膨胀系数差异较大,在二者的钎焊接头中往往存在高残余应力,严重削弱接头的力学性能。基于此,本文提出一种采用碳基网络复合中间层提高C/C复合材料与Nb钎焊连接质量的方法,借助复合中间层的三维网络结构优势,解决钎缝中高含量中间层或增强相材料易偏聚的难题,有效缓解接头的残余应力,提高接头的连接质量。本文采用理论与实验相结合的方式,解明了复合中间层表面钎料的润湿机理,揭示了接头界面组织、残余应力及力学性能三者间的关系,完成了钎焊工艺参数优化及复合中间层的整体结构优化,阐明了接头的钎焊机理,实现了C/C复合材料与Nb的高质量连接。设计制备了新型的石墨烯网络复合中间层,研究了Ag-Cu-Ti钎料在石墨烯网络复合中间层表面的润湿机理。采用化学气相沉积法在泡沫Cu表面原位生长石墨烯,制得了高质量的石墨烯网络复合中间层（G-Cuf）。润湿实验结果表明,钎料在石墨烯表面润湿良好,润湿角仅为6°。与纯Cu基底相比,钎料对高质量石墨烯包覆Cu基底的侵蚀深度由170μm显著降低至60μm且无Ti Cu化合物生成,证实了高质量石墨烯具有阻碍钎料侵蚀Cu基底的重要作用。此外,石墨烯稳定存在于钎料与Cu基底界面处,表明高质量石墨烯在高温下结构稳定,难与钎料发生反应。第一性原理计算结果指出,与缺陷碳结构材料（如还原氧化石墨烯）相比,石墨烯/Ti原子的吸附能高达3.691 e V,说明钎料在无缺陷石墨烯表面无化学反应,仅以物理吸附作用铺展润湿。分析了G-Cuf复合中间层钎焊C/C复合材料与Nb接头的工艺及界面组织演化行为。研究发现,高质量石墨烯在钎焊过程中能够阻隔钎料侵蚀,有效保护泡沫Cu的三维网络结构,使泡沫Cu在钎缝中均匀分布,提高钎缝的塑韧性及应变容纳能力,进而有效缓解接头残余应力,提高接头的连接质量。基于Fick第二定律,揭示了母材与钎料间冶金反应及溶解扩散的动力学过程,随后,阐明了接头的界面组织演化行为。以最佳工艺参数880 ℃/10 min钎焊时,接头的室温平均抗剪强度达到42 MPa,是直接钎焊接头的3倍多。采用理论与实验相结合的方式,分析了G-Cuf复合中间层对接头的应力缓解机制,优化了G-Cuf复合中间层的整体结构。研究表明,随着孔隙率及厚度的增大,接头残余应力的轴向分力呈现出先减小后增大的趋势,但残余应力的剪切分力几乎无变化。与直接钎焊相比,采用厚度为0.15 mm,孔隙率为90%的G-Cuf复合中间层钎焊C/C-Nb接头在钎缝两侧的残余应力轴向分力峰值从-186 MPa/252 MPa显著降至-95 MPa/173 MPa。实际钎焊接头的室温平均抗剪强度提高至44 MPa。进一步分析发现,G-Cuf复合中间层可通过自身发生弹塑性形变,在钎焊降温过程中显著降低接头的应变能,有效缓解残余应力,并在接头抗剪测试过程中卸载外加载荷,有效提高接头的连接质量。基于上述研究,为了进一步提高接头的连接质量,开发了碳层网络复合中间层,更大程度发挥了三维网络结构优势,调控钎缝的组织及性能。首先,采用碳层/Cu网络复合中间层辅助钎焊C/C复合材料与Nb,利用网络结构优势向钎缝中引入大量弥散分布的Ti C纳米片第二相,降低了钎缝整体的线膨胀系数。此外,碳层的引入适量消耗了钎料的Ti元素,有效减缓了钎料对泡沫Cu的侵蚀,保护了泡沫Cu本体的多孔骨架结构,提升了接头的应变容纳能力,进一步缓解了接头的高残余应力,接头的平均室温平均抗剪强度高达53 MPa,是直接钎焊接头的4倍多。随后,针对实际应用,考虑到接头的高温服役环境,进而采用碳层/Ni网络复合中间层,搭配Ti-Ni钎料辅助钎焊C/C复合材料与Nb,有效利用了泡沫Ni的三维网络结构优势在钎缝中原位形成了大量弥散分布的（Ti,Nb）2Ni颗粒及环状（Ti,Nb）C第二相,降低了钎缝整体的线膨胀系数。同时,在钎缝中形成的弥散分布的Ti Ni+Nb（s,s）共晶组织不仅提高了钎焊区的塑韧性,缓解接头残余应力,还提升了接头的高温性能,接头在1000 ℃下的平均抗剪强度高达33 MPa,是直接钎焊接头的近6倍。