随着高超声速飞行器的快速发展,传统的防隔热材料已无法满足飞行器对于热防护材料防隔热一体化的技术要求,新一代防隔热一体化复合材料能够满足未来飞行器在高温、长时、大热流、高焓值、高动压使役环境中的需求。本课题针对高超声速飞行器的高温区对于新型防隔热一体化复合材料的迫切需求,提升复合材料的热稳定性,获取复合材料的关键性能,优化抗氧化涂层的设计和制备工艺,开展涂层抗氧化烧蚀性能研究,阐明涂层烧蚀机理和失效模式。以甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、四羟基二硼为主要原料,通过溶胶-凝胶法制备了SiBOC陶瓷,研究了温度和B元素对SiBOC陶瓷的高温微结构演变、析晶行为以及热稳定性的影响。SiBOC先驱体的无机化过程在1000°C时基本完成,随着温度升高,相分离过程不断进行,陶瓷中Si CxO4-x（0≤x≤2）和BCyO3-y（0≤y≤2）结构单元不断消耗,转变为Si C4和B（OSi）3结构单元。B促进了Si CxO4-x（0≤x≤2）和BCyO3-y（0≤y≤2）结构单元的转变以及相分离过程中Si C的生成。B的引入还会增加陶瓷中自由碳的石墨化程度,抑制了碳热还原反应的发生,从而提升了SiBOC陶瓷的热稳定性。利用SiBOC陶瓷对维形碳纤维编织体进行改性处理,采用先驱体浸渍裂解（Precursor Infiltration and Pyrolysis,PIP）法制备SiBOC陶瓷改性碳纤维编织（SiBOC/Cf）复合材料,研究了复合材料的微观形貌、力学性能、热物理性能以及抗氧化性能。随着PIP次数的增加,更多的SiBOC陶瓷引入到了碳纤维编织体中,陶瓷对碳纤维的包覆效果更好。SiBOC/Cf复合材料的密度在0.76-0.79g/cm3范围内,孔隙率在63.4-67.2%范围内。SiBOC/Cf复合材料在z方向和x/y面方向的室温抗压强度分别为3.1和9.0MPa,1500°C时分别衰减为1.8和3.2MPa。室温时x/y面方向的抗拉强度为10.0MPa,1500°C时衰减为4.3MPa。SiBOC/Cf复合材料在室温下沿z方向和x/y面方向的热导率分别为0.374和1.638W/（m·K）,1200°C时分别升高到1.348和3.869W/（m·K）。沿z方向的热膨胀系数由400°C时的2.374×10-6K-1增加到1700°C时的5.282×10-6K-1。SiBOC/Cf复合材料在800°C氧化60min后的失重率为23.2wt%,在1000°C氧化60min后的失重率上升到26.5wt%。提出了先驱体裂解辅助烧结结合快速烧结的新型涂层制备工艺,利用该工艺在SiBOC/Cf复合材料表面分别制备了Ta Si2基涂层和Mo Si2-Si O2-Si C（MSS）/Zr B2-Mo Si2-Si C（ZMS）双层涂层。通过氧-乙炔烧蚀试验和电弧风洞试验考核评价含涂层复合材料的抗氧化烧蚀性能,研究了含涂层复合材料的烧蚀行为,烧蚀过程中的微结构演变规律以及烧蚀机理,并对两种涂层体系的抗氧化烧蚀性能进行了对比。氧-乙炔烧蚀试验中,1600-1800°C/1000s条件下含MSS/ZMS双层涂层试样的质量烧蚀率由0.47g/（m2·s）增加到0.98g/（m2·s）,含Ta Si2基涂层试样的质量烧蚀率由0.50g/（m2·s）增加到0.99g/（m2·s）,线烧蚀率由0.5×10-4mm/s增加到1.8×10-4mm/s;1700°C/1000-1500s条件下含MSS/ZMS双层涂层试样的质量烧蚀率由0.72g/（m2·s）增加到0.86g/（m2·s）,含Ta Si2基涂层试样的质量烧蚀率和线烧蚀率分别由0.74g/（m2·s）和1.2×10-4mm/s增加到0.84g/（m2·s）和1.4×10-4mm/s。电弧风洞试验后,含涂层SiBOC/Cf复合材料在靠近热流方向的小面积区域,表面涂层被冲刷掉,但仍能维持表面形貌,其余大面积区域仅表面涂层受到轻微烧蚀。含MSS/ZMS双层涂层试样的质量烧蚀率为0.67g/（m2·s）,线烧蚀率为5.3×10-4mm/s,最高背温为40°C;含Ta Si2基涂层试样的质量烧蚀率为0.68g/（m2·s）,线烧蚀率为6.1×10-4mm/s,最高背温为60°C。总体上看,含MSS/ZMS双层涂层复合材料的隔热性能更好,抗冲刷能力更强。涂层烧蚀机理可总结为,表面涂层和亚表面涂层依次受到氧化烧蚀破坏,持续保护内部SiBOC/Cf复合材料。