碳纳米管（CNT）具有极高的强度（¹00GPa）和模量（¹TPa）,同时其还具有良好的韧性、导电和导热性能。然而由于CNT分散较为困难,使其在实际应用中受到了很大限制。将CNT组装成宏观结构的纤维可以较好的传递CNT的优异性能,且在实际操作和处理中更为方便,有望在高性能复合材料增强体、传输导线、超级电容器和微电极等领域付诸应用。但是,由于当前制备技术和CNT纤维微观结构的限制,CNT自身优异的力学和电学性能在传递于宏观结构纤维中时大打折扣。因此,本论文以提高CNT纤维力学和电学性能为目标,创新性地采用先驱体浸渍裂解（PIP）工艺制备了新型CNT/SiC复合纤维。通过优化制备工艺参数,成功制备出了力学和电学性能优异的CNT/SiC复合纤维,对其微观结构、力学和电学性能进行了系统研究,并深入研究了CNT/SiC复合纤维的耐高温、抗氧化和高温电学性能,展示了其在高温领域的潜在应用。本文首先对CNT纤维在800²000oC范围内进行高温热处理研究,获取了纤维微观结构与性能之间的关系,为制备复合纤维裂解温度的选择提供了指导。研究表明,高温热处理使纤维内部缺陷增多,纤维致密度下降,但是CNT的石墨化程度提高。随着热处理温度升高,纤维逐渐由韧性断裂转变为脆性断裂,这主要是由于纤维的断裂模式由CNT之间的滑移断裂转变为由缺陷引发的断裂。热处理纤维拉伸强度和电导率均随热处理温度的升高而减小。原始纤维拉伸强度和电导率分别为257±12 MPa和1273±20 S/cm,经2000oC热处理后纤维拉伸强度和电导率分别下降了58%和40%。纤维拉伸强度和电导率下降主要是由于热处理后纤维内部缺陷增加。采用PIP工艺,以聚碳硅烷（PCS）为先驱体制备了新型CNT/SiC复合纤维,研究了裂解温度对复合纤维力学和电学性能的影响机理。研究表明,裂解温度为800oC时,复合纤维拉伸强度和电导率最高,分别达到498.3±39.6 MPa和1688±82.1S/cm,比原始纤维相应值分别提高了94%和33%。这主要是由于裂解温度为800oC时复合纤维微观缺陷较少。因此,最终制备复合纤维的裂解温度选择为800oC。采用EDS、XPS和TEM对复合纤维微观结构进行了分析。结果表明,在复合纤维内部生成了大量的SiC,SiC呈无定形结构均匀分布于纤维内部,并且SiC和CNT之间紧密结合形成了CNT/SiC/CNT的桥联结构。由复合纤维微观结构分析得出,其力学性能增强机理主要是由于获得了CNT/SiC/CNT的桥联结构,这一桥联结构使CNT之间荷载传递作用显著增强。复合纤维电学性能提高主要是由于其微观结构更加致密。在确定了较优裂解温度的基础上,分别研究了PCS溶液浓度和浸渍裂解周期对复合纤维力学和电学性能的调控机理。研究表明,适当增加PCS溶液浓度和浸渍裂解周期均有助于提高纤维密度,使复合纤维力学和电学性能提高。但过高的溶液浓度和过多的浸渍裂解周期,均不利于PCS溶液充分浸透纤维,对纤维性能造成不利影响。最终在裂解温度为800oC,PCS溶液浓度为10wt.%时,经2个周期浸渍裂解,成功制备出了力学和电学性能较佳的CNT/SiC复合纤维,其拉伸强度和电导率分别达到713.8±88.5 MPa和2600±106.8 S/cm,分别比原始纤维相应值提高了1.8倍和1倍。由于CNT/SiC复合纤维的研究目的旨在将其应用于高温领域,因此对原始纤维和复合纤维耐高温、抗氧化和高温电学性能进行了对比研究。研究表明,由于生成的SiC对CNT起到了很好的保护作用,复合纤维具有较好的耐高温和抗氧化性能,这为其在高温领域的应用奠定了基础。本文首次在高温条件下对CNT和CNT/SiC纤维电导率随温度的演变规律进行研究,揭示了其高温导电机理。研究表明,CNT纤维导电性能是由CNT自身电阻(R_tube)和CNT之间接触电阻(R_contact)两部分决定,并且R_tube和R_contact均受温度影响。随着温度升高,原始纤维和复合纤维导电机理在特定的温度转折点（Tc）处发生转变。当Ttube很小,可以忽略不计,纤维电导率主要由R_contact决定。在此温度区间内,由于温度较低,温度对R_contact的影响较小,因此升高温度纤维电导率基本保持不变。当T>Tc时,纤维电导率由R_tube和R_contact两者共同决定,由于声子对电子的散射作用,R_tube显著增大,因此纤维电导率随温度的升高而逐渐减小。