氮化硅（Si₃N₄）纤维具有优异的热稳定性、抗氧化性以及电磁性能,其增强的陶瓷基复合材料在高温电磁功能材料领域具有广阔的应用前景。但当前常见的Si₃N₄纤维增强陶瓷基复合材料力学性能不佳,为解决这一问题,本文开展Si₃N₄/SiC这一新型复合材料的制备和微宏观力学性能的研究工作,以期满足高温电磁功能材料对力学性能的要求。针对目前连续纤维增强陶瓷基复合材料（CFRCMCs）各组分微观力学性能参数研究的不足,本文以Si₃N₄/SiC复合材料为研究对象,采用微纳力学测试技术,首次系统表征了该复合材料中各组分的原位微观力学性能参数,包括纤维和基体的弹性模量、断裂韧性和界面结合强度,并以此为基础,构建了Si₃N₄/SiC复合材料微观力学性能与宏观力学性能之间的关系。本文所采用的测试表征方法和研究结果对于其他连续纤维增强陶瓷基复合材料具有普适价值。为准确获取Si₃N₄/SiC复合材料各组分微观力学性能参数,本文首先确定合适的测试表征方法。目前复合材料基体的微观力学性能参数可以通过常规的纳米压痕测试技术准确获取,该测试技术同样适用于纤维弹性模量和硬度的表征。但常规纳米压痕测试无法获取小尺度纤维的原位断裂韧性,本文采用微柱法成功解决了该测试问题。接着通过对比单纤维顶出和单纤维顶入的两种测试方法,确定单纤维顶入法为Si₃N₄/SiC复合材料界面结合强度的表征方法。为解决单纤维顶入测试过程中纤维的选取问题,本文首次开展不同纤维排布状态Si₃N₄/SiC复合材料界面结合强度的研究工作,结果表明纤维周边的环境不会影响界面结合强度测试结果的准确性。在系统研究复合材料的力学性能前,需掌握纤维组成、结构和力学性能随温度的变化规律。研究表明经1400oC热处理后,Si₃N₄纤维组成结构仍保持不变,呈现出良好的耐温性,且纤维在1200oC时的强度保留率仍可维持在82.45%。采用纳米压痕技术首次表征了Si₃N₄纤维轴向和径向的弹性模量和硬度,结果表明得益于Si₃N₄纤维的结构稳定性,纤维弹性模量和硬度值在800oC～1400oC没有发生明显变化,同时纤维在两个方向的弹性模量和硬度值较为接近,表明该纤维属于各向同性材料。采用PIP法制备了Si₃N₄/SiC复合材料,根据纤维的耐温性,制备温度选为800oC～1200oC。本文利用确定的微纳力学测试手段系统表征了Si₃N₄/SiC复合材料各组分微观力学性能参数。首次采用微柱法开展了Si₃N₄纤维原位断裂韧性的研究工作,结果表明在800oC、1000oC和1200oC纤维的断裂韧性变化较小,分别为2.08±0.21 MPa·m^1/2、2.01±0.18 MPa·m^1/2、1.99±0.16 MPa·m^1/2。采用单纤维顶入法开展了不同温度制备的Si₃N₄/SiC复合材料界面结合强度的研究工作,因纤维和基体在复合材料制备过程中存在界面反应,导致复合材料界面结合强度较高,均大于220.5 MPa。采用DIC技术观察到强界面结合导致复合材料裂纹直接贯穿纤维,复合材料呈脆性断裂模式,最高弯曲强度仅为112.6±8.6 MPa。为提高复合材料力学性能,在Si₃N₄/SiC复合材料中引入CVD-BN界面相,并研究了制备温度对Si₃N₄/BN/SiC复合材料微宏观力学性能的影响。结果表明BN界面相的引入避免了纤维和基体之间的界面反应,有效降低了复合材料界面结合强度（<110 MPa）,从而提高了复合材料的弯曲强度,其中1000oC制备的Si₃N₄/BN/SiC复合材料强度最优,为165.5±8.2 MPa。采用DIC技术观察到Si₃N₄/BN/SiC复合材料裂纹能够偏转,表明BN界面相的引入使得复合材料由脆性断裂模式转变为韧性断裂模式,提高了复合材料宏观力学性能。最后研究了BN界面相厚度对复合材料微宏观力学性能的影响。结果显示Si₃N₄/SiC复合材料的界面结合强度随界面相厚度的增大而逐渐降低,界面相厚度为800 nm时,界面结合强度最低（62.5±6.7 MPa）,但复合材料弯曲强度最低,仅为138.2±9.5 MPa,这是由于界面结合相对偏弱导致载荷无法有效传递至纤维,复合材料的韧性高但强度低。界面相厚度为400 nm的复合材料界面结合强度为75.2±8.2 MPa,材料弯曲强度最高,为223.2±11.6 MPa。这表明只有当界面结合强度适中时,才能有效发挥纤维的增强增韧作用,从而提高复合材料的强度和韧性。