CVD SiC纤维增强钛基复合材料具有高比强度、比刚度、在较高温度条件下组织结构稳定等优点,因此受到航空界的广泛关注,被认为是一种应用前景良好的耐高温结构材料。由于SiC纤维和钛合金基体在高温环境下为非化学平衡体系,因此纤维和基体合金之间的高温化学反应以及复合材料各部分在高温下的组织演变将不可避免,这会影响复合材料在该温度环境下的性能演变以及使用寿命。传统的SiC纤维组织研究方法主要为透射电镜,研究内容多为晶粒尺寸测量和晶体缺陷的观测。复合材料界面反应产物的鉴定主要依靠透射电镜观测和电子衍射分析。由于透射电镜分析对制样要求较高,因此效率较低无法用于指导复合材料制备工艺的改进。在相关报道中,拉曼光谱也被少量用于SiC纤维的组织的定性表征。同时,常见的SiC纤维增强钛基复合材料的界面反应产物均具备拉曼活性。另外,拉曼光谱技术具有对制样要求很低,对试样无损伤,测试效率高的优点。因此,本研究使用拉曼光谱对SiC纤维及其复合材料界面反应产物的组织及高温热暴露导致的组织演变进行了试验性表征。同时通过透射电镜、扫描电镜和能谱的结果辅助并验证拉曼表征结果的正确性。对钨芯SiC纤维组织的透射电镜的研究表明,其W-SiC界面反应产物依次为W/W₂C/W₅Si₃/SiC。这种产物排布主要由SiC高温沉积过程中CH₃SiCl₃分解产物和后续扩散反应导致。纤维的SiC部分晶粒尺寸从内向外沿径向出现先增大后减小的规律。另外SiC晶粒中存在高密度层错孪晶等缺陷,而且分布没有规律。拉曼光谱沿纤维径向线扫的分析结果与透射电镜的观测结论表明SiC TO峰信息可用于SiC晶粒的尺寸和缺陷的表征。拉曼光谱仪同时检测到SiC纤维部分区域存在Si的共沉积,以及由此导致的畸变和残余应力。对不同温度热暴露的纤维进行拉曼光谱研究显示,沿纤维径向不同区域的SiC组织高温稳定性不同。研究发现使用C₃H₈+C₂H₂+H₂等比例混合作为反应气体在900℃裂解并分两次沉积得到的双层热解碳涂层厚度稳定（3μm左右）,可以用于连续生产。这种双层碳涂层在拉伸过程中易于在涂层之间发生脱粘,有利于复合材料加载过程中的纤维拔出,可以有效提高复合材料的断裂韧性和疲劳寿命。拉曼光谱和透射电镜的分析表明C₃H₈+C₂H₂+H₂和C₂H₂+H₂制备的碳涂层组织非常相似。通过碳涂层拉曼光谱中的D峰与G峰比值测算出的热解碳纳米晶尺寸接近透射电镜观测结果。同时拉曼光谱的研究表明,这种热解碳的组织可以在低于900℃的高温下保持稳定。对SiCf/C/Mo/Ti₆Al4V复合材料的界面反应产物的拉曼光谱研究表明,700-800℃200小时热暴露后,界面反应产物为TiCx,同时有游离碳存在。900℃200小时热暴露后,界面反应产物的排列顺序为SiC/Ti₅Si₃/TiCx/Ti₆Al₄V,这与透射电镜的主要分析结论一致。然而,透射电镜研究还发现SiC与Ti5Si3层之间还存在较薄Ti₃SiC₂层。错过Ti₃SiC₂层是由于Ti₅Si₃和Ti₃SiC₂拉曼谱线的相似性以及光谱仪分辨率的限制。另外800-900℃200小时热暴露后,Mo和C原子在复合材料基体中的扩散导致碳化物颗粒生成。经过拉曼光谱和透射电镜的分析,确定颗粒分为Ti₃Al C₂和TiCx两类。同时颗粒中存在结构缺陷,而且Ti₃AlC₂的生成与周边生成的TiC_x密切相关。拉曼光谱对制备态SiC_f/Ti43Al9V复合材料的界面反应产物的分析结果为SiC_f/TiC_x/Ti₂AlC/Ti43Al9V与透射电镜分析结果一致。高分辨透射电镜观察发现反应层TiC_x晶粒中存在大量层错孪晶等缺陷,这可能是导致TiC_x激发出拉曼信号的原因。Ti₂AlC的拉曼特征峰出现的不同程度展宽,是由于晶粒中存在组织缺陷。对800-900℃200小时热暴露试样的拉曼分析表明,随着热暴露温度升高,界面反应产物逐渐向Ti₂AlC转变。