ZrB₂基陶瓷作为超高温陶瓷中的一员,具有高熔点、低密度、高电导率和高热导率,但固有的本征脆性限制了其广泛应用。本文以ZrCl₄为原料采用水淬法制备了棒状ZrO₂粉体,再以棒状ZrO₂粉体为原料制备了棒状ZrB₂粉体,然后以棒状ZrB₂粉体、SiC粉体为原料分别采用SPS烧结和热压烧结制备了棒状ZrB₂粉体增韧的ZrB₂-SiC复合材料,并对材料的微观结构、物理性能、力学性能以及抗热震性能进行了分析和研究。本文以ZrCl₄为原料,将其升温至1000℃,保温1h后进行水淬,得到棒状ZrO₂粉体,制备的ZrO₂颗粒直径约为10μm,长度约为200μm。使用自制的棒状ZrO₂粉体以ZrO₂-B₄C-C、ZrO₂-B₂O₃-C、ZrO₂-H₃BO₃-C和ZrO₂-B₂O₃-Al 4种不同体系在不同温度和气氛下制备了棒状ZrB₂粉体,研究表明,制备的棒状ZrB₂颗粒的大小随反应温度的提高和保温时间的延长而增大;通过4种不同体系制备的ZrB₂粉体纯度不同,通过体系1³反应合成的ZrB₂粉体相对较纯,ZrB₂粉体含量均达98%以上,仅有少量ZrC和C残留,而通过体系4反应合成的ZrB₂粉体除少量ZrC和C残留外,还有大量Al2O₃副产物生成。其中,采用ZrO₂-B₂O₃-C体系和ZrO₂-H₃BO₃-C体系在反应温度为1700℃、保温时间为1h、氩气气氛下进行反应,能够合成直径为2μm左右、长度为10μm左右的棒状ZrB₂颗粒。本文采用ZrO₂-H₃BO₃-C体系制备的棒状ZrB₂粉体和SiC粉体为原料,使用SPS烧结和热压烧结制备了棒状ZrB₂粉体增韧的ZrB₂-SiC复合材料。研究表明,棒状ZrB₂-SiC复合材料ZS-4的密度为4.51g/cm³,相对密度为81.9%,弯曲强度为159.28MPa,断裂韧性为3.81MPa·m^1/2。棒状ZrB₂-SiC复合材料的断裂韧性在其它性能较低的情况下仍能达到一般水平3.9MPa·m^1/2,这主要归因于三个方面,一方面裂纹扩展时发生了偏转,延长了裂纹扩展的路径;另一方面,棒状ZrB₂颗粒的拔出能够消耗大量的断裂功;另外,材料中存在大量的气孔,当裂纹扩展至缺陷处时,能够使裂纹尖端应力松弛。棒状ZrB₂-SiC复合材料在经过抗热震实验后强度大幅下降,这归因于材料经过热冲击后内部和表面形成的大量微裂纹,随着热震温度的升高,微裂纹的数量增多;另外,由于热冲击使材料中颗粒间的结合力大大降低,从而使材料中ZrB₂颗粒的断裂方式由穿晶断裂转变为沿晶断裂。经计算,棒状ZrB₂-SiC复合材料ZS-2和ZS-3的临界抗热震温差ΔT分别为427℃和295℃,ZS-2具有较好的抗热震性能。