碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(Cf/SiC)具有密度低、强度高、比模量高、热膨胀系数小、摩擦磨损性能优异等一系列优点,是一种极具应用前景的结构和功能材料。按碳纤维的长度和编织方式,碳纤维对基体有多种增强结构,其中短纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料具有制备成本低、材料均匀性好等特点,再结合液相渗硅工艺(LSI),具有工业化生产的潜力。本文采用LSI工艺制备Cf/SiC复合材料,通过优化制备工艺改善了材料均匀性、致密度等一系列性能,并系统研究了a相碳化硅粉末添加量、酚醛树脂添加量对材料力学性能的影响。另外,通过对Cf/SiC复合材料腐蚀界面的观察和分析,提出了 LSI工艺中碳化硅晶粒的生长机制。利用LSI工艺制备出2D Cf/SiC复合材料,由于2D Cf/SiC复合材料具有平整、连续的C/C界面,经铁氰化钾和氢氧化钾的混合液腐蚀后可以很好地观察其C/SiC界面。经过分析认为,LSI工艺中碳化硅有两种生长机制:细小的碳化硅晶粒是由硅原子扩散进入碳层中形成的,由非定型态逐渐向细小的等轴晶转变;粗大的碳化硅晶粒是由碳原子扩散进入液态硅中,在形成C-Si基团后通过溶解-沉淀机制形成,随着反应时间的增加晶粒逐渐长大,在长大过程中伴随着层错的出现。通过改善一系列的制备工艺,提升了 Cf/SiC复合材料的相关性能:在酚醛树脂中添加碳化硅粉末可以降低热模压预制体碳化后的孔隙率,提高了材料的弯曲强度;在真空度不高时,将碳化坯体置于C/C支架上可以解决渗硅后材料致密度不高的问题;将短碳纤维经过超声分散处理后,制备的Cf/SiC复合材料组分均匀性得到改善,同时材料的弯曲强度得到明显提升。对各原料含量对Cf/SiC复合材料的力学性能之间的关系进行了研究,分析结果表明:材料的弯曲强度随短碳纤维含量的增加而先升高后降低,当碳纤维体积含量为29%时,材料的弯曲强度最高。而树脂含量的增加使复合材料的先增加而后下降,当树脂的体积含量为37%时,材料的弯曲强度最高。