2.5D C／SiC复合材料是一种新型结构的复合材料，其纤维预制体内部的纬纱贯穿经纱，能有效克服2D叠层材料层间结合强度低、3D编织材料明显的各向异性等缺点，是一端封头复合材料构件（如头锥）的唯一选择，在空天飞行器高温热防护系统具有广泛的需求。深入系统研究2.5D C／SiC复合材料的热物理性能和力学性能，对于该复合材料构件的结构设计和实际工程应用具有十分重要的指导作用。 本文研究了从室温至1400℃，材料的热膨胀和热扩散系数随温度的变化规律，分析了编织结构、热处理、SiC涂层和拉伸应力对热膨胀和热扩散行为的影响。同时系统研究了2.5D C／SiC复合材料的室温和高温力学性能与材料结构之间的相互关系。本文的研究工作内容及结果如下： （1） 从室温至1400℃，2.5D C／SiC复合材料的热膨胀系数随着温度的升高而缓慢升高，横向热膨胀系数从2×10^-6／K升高到8×10^-6／K：纵向热膨胀系数从2×10^-6／K升高到4×10^-6／K。拉伸应力作用后，材料内部会产生大量的微裂纹，从而导致热膨胀系数降低。热处理可以提高材料热膨胀性能的稳定性。由于编织结构不同，2.5D材料的纵向热膨胀系数比2D和3D的低；横向热膨胀系数则介于另两种材料之间。 （2） 2.5D C／SiC复合材料的热扩散系数随温度的升高而降低，从0.056 cm²／s（室温）下降到0.023cm²／s（1400℃）。沉积SiC涂层后，材料的热扩散系数明显提高。拉伸应力作用后，材料内部的微裂纹增大了热阻，从而使得热扩散系数有所下降。由于编织结构不同，3D材料的热扩散系数最大，2.5D次之，2D最低。 （3） 2.5D C／SiC复合材料纵、横向室温拉伸强度分别为326MPa和146MPa；弯曲强度分别为346 MPa和289 MPa。由于经纱比纬纱密度大（经纱和纬纱的密度分别为10根／10mm和3根／10mm），材料的纵向拉伸和弯曲强度高于横向。在1300℃时，纵、横向拉伸强度分别为392MPa和160MPa；弯曲强度分别为766MPa和350MPa。当测试温度（1300℃）高于材料制备温度（1000℃）时，由于材料内部内应力的缓解和微裂纹的愈合，材料的力学性能明显高于室温性能。材料纵、横向的室温断裂韧性强度分别为31.0MPa·m^1／2和20.2MPa·m^1／2；高温断裂韧性强度分别为45.9MPa·m^1／2和23.9MPa·m^1／2。说明材料的断裂韧性很好，切口敏感性不高。 （4） 材料纵、横向的室温面内剪切强度分别为76.9 MPa和80.1MPa；层间剪切强度分别为32.8 MPa和32.1MPa。由于经纱和纬纱形成互锁，结合紧密，所以2.5DC／SiC复合材料表现出了优异的抗剪切性能。材料纵、横向的室温压缩强度分别为210MPa和405MPa。由于纬纱（直线形状）比经纱（正弦波形状）的抗压性能好，所以横向的压缩强度比较高。