炭/炭（C/C）复合材料具有优异的高温性能,尤其在高温惰性气体中可保持较高的力学性能,使其成为航空航天等领域结构功能一体化耐热防护部件的首选材料。然而,高温易氧化是限制其使用的主要技术瓶颈,抗氧化涂层技术是解决这一问题的有效技术手段之一。ZrSi2陶瓷可在500℃-900℃左右快速氧化形成致密阻氧层而成为抗氧化烧蚀涂层的备选材料。论文以提高C/C复合材料高温抗氧化烧蚀性能为目标,采用超音速等离子喷涂结合包埋工艺制备SiC/ZrSi2基抗氧化烧蚀涂层,借助SEM、EDS、XRD、Raman光谱、DSC/TG及划痕等测试手段分析涂层试样的表截面微观形貌、相组成、元素分布及结合强度,优化喷涂制备工艺参数,采用恒温氧化、热震测试及氧乙炔烧蚀测试考察涂层C/C复合材料的抗氧化烧蚀性能,建立涂层制备工艺、微观结构与氧化烧蚀的关系,探索涂层C/C复合材料的氧化烧蚀机理及失效机制。主要研究内容与结果如下所示:研究了喷涂功率、主气（Ar）流量及送粉量工艺参数对涂层微观形貌、相组成和界面结合强度的影响规律。结果表明,随着工艺参数的增大,涂层的微观形貌呈现从逐渐致密到疏松的结构特点。当喷涂功率为40 k W、主气（Ar）流量为75 L/min、送粉量为20 g/min时,飞行粒子充分熔化,撞击基体时扁平化程度高,沉积率最大,制备的ZrSi2涂层结构致密,没有明显微裂纹和孔隙,界面结合强度达到最大值11±1.23 N。采用超音速等离子喷涂结合包埋法在C/C复合材料表面制备了不同Y2O3质量分数的SiC/ZrSi2-Y2O3双层复合涂层,研究了Y2O3含量对涂层微观形貌、相成分及抗氧化性能的影响规律。结果表明,Y2O3含量的增加使涂层的致密度先提高后降低,抗氧化性能表现出先提高后降低的趋势。SiC/ZrSi2-10 wt.%Y2O3复合涂层具有最佳结构和抗氧化性能,在1500℃静态空气环境中氧化301 h后涂层试样失重率仅为0.13%,1500℃-室温热震19次后,失重率为0.65%。涂层复合材料良好的抗氧化性能归因于Y2O3有效抑制氧化物Zr O2的相转变,同时氧化过程中涂层表面形成的Si O2玻璃层与氧化产物Zr O2形成的镶嵌结构提高了涂层的热稳定性能。制备了不同CrSi2含量的SiC/CrSi2-ZrSi2-10 wt.%Y2O3复合涂层,研究了CrSi2含量对涂层微观形貌、相成分及抗氧化性能的影响规律。研究结果表明,随着CrSi2含量的增大,涂层表面粗糙度先减小后增大,孔隙率逐渐降低,界面结合强度先增大后减小。当CrSi2含量为30 wt.%时,涂层表面粗糙度和孔隙率均达到最低值为8.63μm和1.1±0.2%,界面结合强度达到最大值15.1±1.3 N,主要得益于高温下流动的CrSi2填充了部分涂层及涂层界面的孔隙和微裂纹,促进了涂层致密度的提高。涂层复合材料在1500℃静态有氧环境中氧化288 h和经受1500℃-室温的15次热震循环后,失重率为1.2%。涂层表面致密Cr-O-Si复合玻璃阻氧层的形成是提高涂层复合材料高温抗氧化性能的主要原因。研究了SiC/30 wt.%CrSi2-ZrSi2-10 wt.%Y2O3复合涂层试样的抗烧蚀性能。结果表明,涂层试样烧蚀80 s后,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为-1.0±0.03μm·s-1和-0.16±0.014mg·s-1,表现出良好的抗烧蚀性能。涂层试样随烧蚀时间增加其中心区表面逐渐氧化生成Cr-O-Si保护液膜,形成钝化隔离层阻断氧气进入涂层,涂层表面温度的持续升高使氧化产物Zr O2融入液膜,形成的轧钉结构增强液膜黏度,抵抗了高温气流的冲刷,提高了涂层复合材料的抗烧蚀性能。为了进一步提高SiC涂层C/C复合材料的抗烧蚀性能,采用超音速等离子喷涂法在包埋SiC涂层C/C复合材料表面制备了TaSi2抗烧蚀涂层。结果表明,随着喷涂功率的增大,涂层呈现疏松到致密的结构特点,当喷涂功率为50 k W时,粒子沉积率达到最大值39.8%,由于粒子充分熔融,堆叠致密,涂层界面结合强度为15.3±2.3 N。SiC/TaSi2涂层经过氧乙炔高温焰流烧蚀80 s后,其线烧蚀率和质量烧蚀率分别为0.9±0.06μm·s-1和-0.4±0.02 mg·s-1。抗烧蚀性能提高的主要原因是涂层表面形成的Si O2-Ta2O5复合保护膜对基体形成了有效保护。