C/C-SiC复合材料有望用于速射武器身管及高功率密度柴油机活塞,超高温流体对上述部件的单次冲击时长短、频率高,目前该环境中复合材料的高频往复烧蚀行为与机理尚不明确。针对以上问题,本文采用低温反应熔渗的方法制备了C/C-SiC复合材料,研究了添加不同含量的Al、Cu和Zr B2对复合材料微观组织、热物理性能、力学性能和高频往复烧蚀性能的影响,揭示了复合材料高频往复烧蚀的损伤机理。本论文以C/C复合材料为预制体,采用低温反应熔渗的方法制备了不同成分改性的C/C-SiC复合材料,通过压缩测试、TMA静态热机械分析仪法和激光闪射法考察了复合材料的力学性能和热物理性能,依托自研等离子烧蚀平台测试复合材料高频往复烧蚀性能,借助XRD、SEM、EDS、红外测温仪等手段重点对材料烧蚀前后的物相、形貌、烧蚀过程中材料表面温度进行了观测、表征和分析,探讨了不同成分C/C-SiC复合材料的高频往复烧蚀行为及机理,主要研究结果如下:在高频往复烧蚀条件下,由于含40wt.%Al的复合材料热导率高,其烧蚀表面温度相对较低,且材料内存在大量微裂纹,往复加载过程中热应力破坏能够得以缓解,表面剥离少,故其抗烧蚀性能更优;在单次长时间烧蚀时,由于表面温度高,Al大量熔化、挥发,20wt.%Al含量复合材料烧蚀后留下的烧蚀孔洞小,燃气和氧气进一步侵蚀材料内部的通道变少,故其具有更好的抗烧蚀性能。随Cu含量的增加,复合材料中的微裂纹增加,密度先上升后降低,热膨胀系数先上升后降低,声子传播碰撞概率增大,声子平均自由程降低,其热导率下降;Al2Cu相逐渐增多,界面的增加使裂纹发生更多的偏转,复合材料抗压强度呈现先上升后下降的特点,且20wt.%和30wt.%Cu复合材料表现出假塑性断裂特征。随Zr B2含量的增加,复合材料的密度先升高后降低,热膨胀系数降低,热导率和比热容逐渐降低,这是由于基体中存在更多的陶瓷相,基体中微裂纹变宽,导致声子平均自由程下降,但基体整体强度提高,复合材料抗压强度呈上升趋势,材料呈现脆性断裂。当进行高频往复烧蚀时,随Cu含量的增加,复合材料的线烧蚀率和质量烧蚀率均呈上升趋势,Cu的添加使得复合材料熔点降低,熔化增强,烧蚀表面温度升高,产生的裂纹增大,使得基体更容易破碎和剥落。随着Zr B2含量增加,复合材料烧蚀率呈现先降低后升高的趋势,Zr B2的加入使得基体抵抗高频往复烧蚀产生的应力能力增强,烧蚀形貌表现为裂纹减小,基体的碎裂状态缓解,同时Zr B2会优先与氧优先反应,保护了基体,而过多的Zr B2导致复合材料微裂纹变宽,烧蚀时燃气和氧气更容易侵蚀基体,使得纤维发生折断,基体由于应力产生的碎裂状态加剧,故含量为10wt.%Zr B2的复合材料抗烧蚀性能最好。当同时添加Cu、Zr B2时,复合材料烧蚀率介于添加Cu和Zr B2的复合材料之间,Cu的添加将会降低熔点,导致材料高温性能变差,但Zr B2又具有优异的高温性能,二者综合决定了复合材料烧蚀性能。