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连续碳纤维增强碳化硅（C/SiC）复合材料具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、耐磨、轻质等优势,在航空航天领域中应用前景非常广阔。然而,在高温服役环境下C/SiC复合材料及构件的失效问题一直限制了其广泛应用及可靠性评价,亟待发展新型实验测试技术及设备表征其高温力学性能。在高温服役环境下常规的力学性能实验表征方法遇到了极大的挑战,甚至完全失效。本文基于数字图像相关技术发展了一种在服役温度环境下实时表征C/SiC复合材料力学性能的新方法,搭建了一套高温力学性能测试系统;在常温下研究了C/SiC复合材料的断裂及R曲线特性;在1000oC到1600oC内研究了C/SiC复合材料弯曲力学性能;在常温到1000oC内研究了C/SiC复合材料的拉伸力学性能。具体工作内容如下:第一,自主设计和研制了一套基于数字图像相关法的材料高温力学性能实验测试系统。主要包括万能试验机、高温加载设备、三维变形光学测试系统、高温红外滤光系统等。结合自主研制的高温散斑制备工艺,实现了室温到1600oC范围内材料力学性能实时测试表征。第二,在常温下测试了C/SiC复合材料的断裂韧性、断裂强度及R曲线特性。采用基于数字图像相关技术的单边切口梁法得到了C/SiC复合材料在常温下的断裂韧性和断裂强度;通过对样品循环加载测试分析了C/SiC复合材料的R曲线特性。实验结果表明:在常温下C/SiC复合材料的断裂韧性为7.81±0.12 MPa·m1/2,断裂强度为223.23±3.5MPa;在R曲线测试中,随着裂纹的扩展,其应力强度因子从4.68 MPa·m1/2增加到16.83MPa·m1/2。第三,在1000oC到1600oC范围内测试了C/SiC复合材料的断裂韧性和断裂强度。采用自主研制的材料高温力学性能测试系统及高温散斑制备工艺,在不同温度下实时表征分析了C/SiC复合材料的断裂特性。实验结果表明:在室温到1600°C下,C/SiC复合材料的断裂韧性由8.55 MPa?m1/2减小到2.26 MPa?m1/2,断裂强度从269.36 MPa减小到82.60 MPa;随着温度的升高,C/SiC复合材料的断裂形式由脆性断裂逐渐演变成韧性断裂,呈现出不同的断裂形貌。第四,在常温到1000oC范围内测试了C/SiC复合材料的弹性模量和拉伸强度。采用高温三维变形光学测试系统研究了C/SiC复合材料的拉伸断裂特性,得到了C/SiC复合材料在高温下的弹性模量和拉伸强度。实验结果表明:在常温下C/SiC复合材料的弹性模量和拉伸强度分别为62.7 GPa和209.8 MPa;从600oC到1000oC范围内,其弹性模量从91.3 GPa减小到31.6 GPa,拉伸强度从221.6 MPa减小到131.3 MPa。