随着航天水平的发展,各国都提出了深空探测计划,旨在探索人类未来的宜居星球。深空探测计划的实施对所使用飞行器的热防护材料提出了更高的要求,包括防热材料的外形保持能力、优异的热学屏蔽效果、低的密度以及基本的力学强度等等。针对未来可能的长时间低热流的服役环境,进一步降低防隔热材料的密度,提高防热效率,本论文以甲基苯基硅树脂为基体材料,以石英纤维酚醛树脂预制体为增强相,γ―氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)为固化剂,采用真空浸渍、减压抽滤结合减压干燥固化的工艺制备新型低密度纤维增强硅树脂烧蚀材料,并对所制备的材料进行热力学分析,对材料的烧蚀性能进行实验考核,并初步讨论防热机理。对硅树脂材料的固化行为进行研究,通过研究纯硅树脂的室温和高温两种固化方式,对比两种固化工艺所制备的硅树脂块体的密度等基本物理参数,分析了添加固化剂的树脂的粘度随温度的变化曲线,研究了高温固化过程中的材料化学键和官能团的变化情况,并优化了固化工艺和工艺参数。采用高温固化方式对硅树脂进行制备,高温固化的工艺为90℃1h-120℃1h-150℃1h-180℃3h,升温区间的升温速率为1℃/min,在真空干燥箱中进行干燥。采用连续石英纤维针刺毡作为烧蚀材料的增强材料,甲基苯基硅树脂作为树脂基体制备低密度纤维增强硅树脂烧蚀材料。研究烧蚀材料的宏微观特性及热力性能,最终表观密度均控制在0.30g/cm3以下,硅树脂在纤维间呈多种形式分布。力学性能最优材料为树脂浓度为40%固化剂含量为7%的组别,面内方向压缩强度达到3.85MPa,厚度方向压缩强度达到2.5MPa。热稳定性最好的组为树脂浓度为20%固化剂含量为3%的组别,在1000℃下仍然保持89.27%的残余质量,在室温和高温(800℃)下的热导率数据仅为0.032 W/(m·K)和0.442 W/(m·K)。利用丁烷火焰枪在约1000℃的材料响应温度中对制备的复合材料进行了200s-600s的烧蚀考核,分析了烧蚀后表面和背面的宏微观形貌以及材料的元素分布及产物分析,对烧蚀反应和烧蚀机理进行了初步的分析。复合材料的烧蚀性能较好,具有较低的质量烧蚀率和线烧蚀率,其中树脂浓度为20%固化剂含量为3%的组别具有较好的整体抗烧蚀性能,质量烧蚀率为2.022mg/s,线烧蚀率为0.748μm/s。微观形貌及面扫能谱分析表明,纤维表面和纤维之间的树脂热解收缩成不规则的块体,但仍然保持整体性,在空气中的烧蚀使材料发生了氧化反应。材料的热量传导形式主要为热对流和热辐射,树脂和纤维在热流的侵蚀下均出现了一定程度的质量衰减和体积衰减,所制备的低密度纤维增强硅树脂烧蚀材料能够有效的抵御热流和抗烧蚀。