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空间光机结构件要求其本身拥有较高的精度和较好尺寸稳定性,制备可控热膨胀复合材料可以很好的调节和控制材料复合材料的热膨胀性能。本文以碳纤维编织件为增强体,使用两种不同先驱体,通过PIP工艺制备Cf/SiC及Cf/Si-C-N复合材料,在炭纤维与基体的界面之间引入负热膨胀材料ZrW2O8,分析了其对复合材料性能的影响,另外通过对碳纤维进行界面改性,分析涂层对界面应力的影响及其对材料热膨胀性能的影响。采用聚硅氮烷为先驱体制备Cf/Si-C-N复合材料,聚硅氮烷在800℃以上温度裂解转化为无定形Si-C-N陶瓷,1200℃陶瓷产率为70.8%,是很好的陶瓷先驱体。Cf/Si-C-N复合材料密度为1.85g·cm-3,弯曲强度407MPa,弯曲模量36GPa,断裂韧性12.7MPa·m1/2,比弯曲强度2.2×105N·m·kg-1,较好地实现了轻质高强。复合材料在室温下的热膨胀系数为0.03×10-6K-1,实现了零膨胀制备复合材料,从而说明聚硅氮烷在制备零膨胀材料方面具有很强的优势。用涂层界面改性的Cf/SiC复合材料中,相同涂层沉积时间下3D3d的密度要比对3D5d的密度小;3D5d编织结构复合材料的综合力学性能要优于3D3d编织结构的力学性能。随着涂层时间的增加,即涂层厚度的增大,两种编织结构的力学性能都有下降的趋势。C涂层3D3d的纵向热膨胀系数随着时间的增长先降低后升高。3D5d编织结构的热膨胀系数随着沉积时间的增加,热膨胀系数一直降低,SiC涂层3D3d编织结构的热膨胀系数随着涂层厚度的增加先升高后降低,3D5d编织结构的热膨胀系数随着涂层厚度的增加而减小。两种编织方式C涂层Cf/SiC复合材料的沉积5h时C纤维受压应力,10h时C纤维受拉应力;3D3d编织结构SiC涂层的拉曼G峰位置偏移规律与C涂层的偏移规律相同,都是先向右移,随着沉积时间增加又向左移。3D5d编织结构SiC涂层的拉曼G峰位置偏移规律是向左偏而后又稍向右偏,五向纱对于降低复合材料的热膨胀系数的影响要大于涂层的影响。采用固相化学反应法制备ZrW2O8材料。将原料加热到1200℃保温24h后,放入液氮中极冷得到。制备的Zr W2O8峰形中杂峰较少,纯度较高,ZrW2O8在160℃附近发生从有序相（α相）转变为的无序相（β相）,α相的热膨胀系数为-9.97×10-6K-1;而β相的热膨胀系数为-4.85×10-6K-1。同时还得出HfW2O8的负热膨胀特性与ZrW2O8极其相似。采用随炉冷却和液氮急冷两种冷却方式制备出ZrW2-xMoxO8进行研究。所制备的ZrW2-xMoxO8具有α-ZrW2O8的晶体结构,在900℃才开始失重,1000℃放出大量的热量,说明MoO3的加入使得ZrW2-xMoxO8的耐温性高于ZrW2O8;发现MoO3的加入,可以降低α-β的相变温度,液氮急冷的α-β相变温度点要明显高于随炉冷却的相变温度点。随炉冷却制备的ZrW2-xMoxO8的热膨胀性能同样可以达到液氮急冷方法制备的效果。所以可以通过随炉冷却的方法制备Zr W2-xMoxO8,代替液氮急冷,达到了节约能源的效果。研究了将ZrW2-xMoxO8加入到聚碳硅烷（PCS）、聚硅氮烷（PSZ）的浸渍液中,800℃处理后发现,块状的ZrW2-xMoxO8能够稳定地与聚硅氮烷的浸渍液共存,而ZrW2-xMoxO8粉体加入到聚碳硅烷（PCS）的浸渍液混合后高温处理却全部分解。由于WO3、MoO3容易与聚碳硅烷（PCS）、聚硅氮烷（PSZ）裂解产生的C发生反应,从而失氧变成更为稳定的WO2和MoO2而保留下来。所以通过加入ZrW2-xMoxO8制备可控热膨胀复合材料的方案是不可行的,但是也给制备可控热膨胀复合材料提供了更多的思路和想法。