氮化硅陶瓷增韧调研报告
β-Si3N4晶种增韧氮化硅陶瓷的研究的开题报告
β-Si3N4晶种增韧氮化硅陶瓷的研究的开题报告1. 研究背景和意义氮化硅陶瓷具有超高的硬度、高温稳定性、优异的耐磨性和尺寸稳定性等特点，因此在航空航天、国防、化工、电子等领域有着广泛的应用。
但是，由于其脆性和易于割裂的缺陷，其韧性和断裂韧度较低，导致难以满足某些应用对高强度和高耐久性的要求。
因此，开发新型氮化硅陶瓷，尤其是增强其韧性和断裂韧度的技术，是当今陶瓷材料研究的一项热点。
β-Si3N4晶种是一种优良的增韧相，通过增强氮化硅陶瓷的微观结构，可以有效提高其断裂韧度、强度和耐磨性，从而满足特定的应用要求。
因此，研究β-Si3N4晶种增韧氮化硅陶瓷的制备技术和性能优化，将有助于促进氮化硅陶瓷在工业应用中的普及和提高其应用价值。
2. 研究目的和内容本研究的目的是探究β-Si3N4晶种增韧氮化硅陶瓷的制备技术和性能优化，具体研究内容包括：（1）β-Si3N4晶种的制备方法研究，探究化学气相沉积、高温反应烧结和氧化物法等不同方法的优缺点；（2）β-Si3N4晶种与氮化硅基体的复合制备研究，通过不同的制备工艺，将β-Si3N4晶种成功地复合到氮化硅基体中，形成增韧氮化硅陶瓷；（3）增韧氮化硅陶瓷的性能测试研究，分析其微观结构、硬度、断裂韧度、疲劳性能和耐磨性等关键性能指标；（4）制备工艺的优化研究，针对不同的制备工艺和材料配方，探究其对增韧氮化硅陶瓷性能的影响，优化工艺条件和材料配方，提高增韧氮化硅陶瓷的整体性能。
3. 研究方法和步骤（1）文献调研，了解目前β-Si3N4晶种增韧氮化硅陶瓷制备方案及其性能；（2）β-Si3N4晶种制备，通过化学气相沉积、高温反应烧结和氧化物法等方法制备β-Si3N4晶种；（3）氮化硅基体的制备，采用热压陶瓷成型技术，制备出氮化硅基体；（4）增韧氮化硅陶瓷的制备，通过将β-Si3N4晶种复合到氮化硅基体中，制备出增韧氮化硅陶瓷；（5）性能测试，对增韧氮化硅陶瓷的各项性能指标进行测试和分析；（6）制备工艺的优化，针对不同的制备工艺和材料配方，优化工艺条件和材料配方，进一步提高增韧氮化硅陶瓷的整体性能。
高强高热导氮化硅陶瓷的制备及性能研究的开题报告
高强高热导氮化硅陶瓷的制备及性能研究的开题报告
一、选题背景
随着科学技术的不断发展，人们对材料的要求也越来越高。
特别是在高温、高压、高速等极端环境下，材料必须具有良好的机械性能、耐磨性能和耐高温、高热性能。
氮化硅陶瓷作为一种高强度、高硬度、高耐热、高耐腐蚀性能的陶瓷材料，已经成为
了高端工业领域的热门材料之一。
然而，氮化硅陶瓷的导热系数无法满足某些特殊领
域的需求，因此开发高强高热导氮化硅陶瓷是非常有必要的。
二、研究目的
本研究旨在制备一种高强高热导的氮化硅陶瓷材料，探究其热导特性和力学性能，为高端工业领域提供优质的材料选择。
三、研究内容
1. 氮化硅陶瓷的制备：采用高温烧结和反应烧结法制备高强高热导氮化硅陶瓷。
2. 材料性能测试：对制备的氮化硅陶瓷进行热传导性能、力学性能等多方面的测试，分析其输运行为。
3. 结构表征：利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等方法对氮化硅陶瓷的微观结构进行表征。
四、预期成果
通过本研究，可以得到一种高强高热导的氮化硅陶瓷材料，为高端工业领域提供优质的材料选择。
同时，对氮化硅陶瓷的制备和性能特征的深入研究也可以为相关领
域的研究提供借鉴和推动。
高纯氮化硅研究报告
高纯氮化硅研究报告摘要：本研究报告旨在探究高纯氮化硅的制备、性质及应用。
研究发现，采用高纯度的硅和氮气源，在高温气氛下反应制备的氮化硅具有优异的热稳定性、抗腐蚀性和高硬度等特点，可广泛应用于电子、光电、陶瓷等领域。
本报告详细介绍了氮化硅的制备方法、性质表征及应用领域，并对未来的研究方向进行了探讨。
关键词：高纯氮化硅、制备、性质、应用。
一、引言氮化硅是一种具有高热稳定性、高硬度、抗腐蚀性等优异特性的无机材料，已经被广泛应用于电子、光电、陶瓷等领域。
随着科技的不断发展，对氮化硅的要求也越来越高，因此，如何制备高纯度的氮化硅成为了当前研究的热点之一。
二、高纯氮化硅的制备方法目前，制备高纯氮化硅的方法主要有气相法、液相法和固相法等。
其中，气相法是一种常用的制备方法。
该方法的原理是将高纯度的硅和氮气源在高温气氛下反应，生成氮化硅。
液相法和固相法则是通过化学反应或高温热解的方式制备氮化硅。
三、高纯氮化硅的性质表征通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术手段对氮化硅的结构和形貌进行了表征。
结果显示，制备的氮化硅呈现出一定的晶体结构，且纯度较高，硬度和热稳定性也较好。
四、高纯氮化硅的应用高纯氮化硅具有优异的热稳定性、抗腐蚀性和高硬度等特点，可广泛应用于电子、光电、陶瓷等领域。
在电子领域，氮化硅可用于制备高功率半导体器件；在光电领域，氮化硅可用于制备LED、激光器等器件；在陶瓷领域，氮化硅可用于制备高温陶瓷。
五、未来展望随着科技的不断发展，对氮化硅的要求也越来越高。
未来的研究方向将集中在制备高纯度、高品质的氮化硅材料，以满足各种应用领域的需求。
同时，还需要探索新的氮化硅应用领域，为其开拓更广阔的市场。
高导热氮化硅陶瓷基板研究现状
高导热氮化硅陶瓷基板研究现状高导热氮化硅陶瓷基板研究现状在当今的科技发展中，高导热氮化硅陶瓷基板作为一种关键材料，扮演着越来越重要的角色。
它具有导热性能好、热膨胀系数低、机械性能优异等特点，被广泛应用于电子器件、半导体器件、光电子器件等领域。
本文将深入探讨高导热氮化硅陶瓷基板的研究现状，旨在帮助读者全面了解并深入理解这一主题。
1. 高导热氮化硅陶瓷基板的概念和特点高导热氮化硅陶瓷基板，顾名思义，是一种具有高导热性能的氮化硅陶瓷基板。
其主要特点包括导热性能好、热膨胀系数低、机械性能优异、化学稳定性高等。
这些特点使得高导热氮化硅陶瓷基板在电子器件、半导体器件、光电子器件等领域有着广泛的应用前景。
2. 高导热氮化硅陶瓷基板的研究现状目前，关于高导热氮化硅陶瓷基板的研究主要集中在以下几个方面：2.1 材料制备技术针对高导热氮化硅陶瓷基板的制备技术，研究者们致力于提高其导热性能和机械性能。
目前，常见的制备技术包括压粉技术、热压成型技术、化学气相沉积技术等。
这些技术在一定程度上提高了高导热氮化硅陶瓷基板的性能，并且随着制备技术的不断完善，其性能将得到进一步提升。
2.2 性能测试和评价针对高导热氮化硅陶瓷基板的性能测试和评价，研究者们开展了大量实验和理论研究。
通过热导率测试、热膨胀系数测试、力学性能测试等手段，对高导热氮化硅陶瓷基板的性能进行了全面的评价。
还通过建立数学模型和仿真分析的方法，对其性能进行了深入研究。
3.对高导热氮化硅陶瓷基板的个人理解在我看来，高导热氮化硅陶瓷基板作为一种关键材料，其在电子器件、半导体器件、光电子器件等领域的应用前景不可限量。
在未来的研究中，我认为可以重点关注以下方面：需要进一步完善高导热氮化硅陶瓷基板的制备技术，提高其导热性能和机械性能。
应该加强对高导热氮化硅陶瓷基板的性能测试和评价研究，以确保其在各个领域的应用稳定可靠。
可以结合实际应用需求，加强高导热氮化硅陶瓷基板在电子器件、半导体器件、光电子器件等领域的应用研究，拓展其应用范围。
高导热氮化硅陶瓷基板材料研究现状
pects in high-power semiconductor device substrateapplications. In
this paper， the chara
vantages of silicon nitride ceramics are summarized， the research status are introduced from the aspects of
W + m -1 + K —1 以 上 ，具 有 成 为 高 导 热 基 片 的 潜
基金项目：国家重点研发计划（2017YFB0310400) ，北 京市科技计划课题（Z171100002017015)
力[7] 。优良的力学性能和良好的高导热潜质使氮化
硅陶瓷 #在高
现 有 氧 化 铝 、氮 化 铝 等 基 板 材 料 的
Z H E N G Y u ，T O N G Y a-qi，ZHANGW ei-ru
(BeijingResearch Institute o f Synthetic Crystals Co. L t d .， B eijing 100018，China)
Abstract ：Silicon nitride ceramics are considered as the best semiconductor insulating substrate materi
率半导体器件基片的应用方面极具市场前景。本文总结了氮化硅陶瓷的性能特点及优势，从原料粉体、配方体系等角度介绍
了高导热氮化硅陶瓷材料的研究现状，分析了影响氮化硅陶瓷热导率的关键因素（介绍了氮化硅基板现有成型技术，并对高
导热氮化硅陶瓷基板材料未来发展及应用进行了展望。
2024年氮化硅陶瓷基板市场环境分析
2024年氮化硅陶瓷基板市场环境分析1. 引言氮化硅陶瓷基板（SiN Ceramic Substrate）是一种高性能、高稳定性的基板材料，逐渐在电子、光电子、通信和其他领域得到广泛应用。
本文将对氮化硅陶瓷基板市场环境进行分析，以了解其市场潜力和竞争态势。
2. 市场规模和趋势2.1 市场规模氮化硅陶瓷基板市场在过去几年内呈现出强劲的增长态势。
根据市场研究公司的数据，预计在未来五年内，氮化硅陶瓷基板市场的年复合增长率将保持在10%以上。
2.2 市场趋势• 2.2.1 电子行业的迅猛发展对氮化硅陶瓷基板需求的增加，特别是在半导体和集成电路领域。
• 2.2.2 氮化硅陶瓷基板的优异性能，如高温稳定性、良好的导热性和低介电常数，使其在光电子和光通信领域得到广泛应用。
• 2.2.3 环境意识的提高，促使电子行业对更环保、可持续材料的需求增加，氮化硅陶瓷基板作为一种无害材料，具有较大的应用潜力。
3. 市场竞争态势3.1 主要厂商和产品目前，氮化硅陶瓷基板市场上主要的厂商包括公司A、公司B和公司C等。
这些厂商提供不同规格和类型的氮化硅陶瓷基板，以满足不同行业的需求。
3.2 竞争优势分析• 3.2.1 技术实力：公司A凭借其领先的研发实力和技术创新能力，在氮化硅陶瓷基板的性能上具有明显优势。
• 3.2.2 生产能力：公司B拥有先进的生产设备和完善的生产线，能够满足大规模生产需求，具备一定的市场竞争优势。
• 3.2.3 品牌影响力：公司C在市场上具有较高的知名度和良好的口碑，能够吸引更多的客户和合作伙伴。
3.3 市场发展前景随着电子行业和光电子行业的持续发展，氮化硅陶瓷基板市场前景广阔。
预计在未来几年内，市场需求将进一步增加，市场竞争也将更加激烈。
4. 市场风险和挑战4.1 技术创新风险随着科技的不断进步，新材料和新技术的出现可能对氮化硅陶瓷基板市场构成威胁。
厂商需要持续关注行业动态，加大研发力度，以保持竞争优势。
氮化硅陶瓷结课论文总结（推荐5篇）
氮化硅陶瓷结课论文总结（推荐5篇）第一篇：氮化硅陶瓷结课论文总结碳材料增韧氮化硅陶瓷摘要：氮化硅陶瓷由于具有高强度、耐腐蚀、导热性良好等优良的性质被研究者所关注，但是氮化硅陶瓷也有陶瓷材料的共性：脆性，这个致命的缺点限制了氮化硅陶瓷在很多领域的应用。
传统的氮化硅陶瓷增韧方法，弥散增韧、纤维晶须增韧、微裂纹增韧等被广泛的研究。
随着科学的发展，碳材料越来越引起人们的兴趣，如碳纤维、碳纳米管、富勒烯、石墨烯等，具有良好的韧性，是增韧氮化硅陶瓷的理想的材料，特别是近年来石墨烯的发现，碳材料的应用被拓宽，石墨烯的良好的延展性，抗拉伸性、高导热率等优点，使得在氮化硅陶瓷增韧方面具有广阔的应用前景。
关键字：氮化硅；增韧；碳纳米管；石墨烯一、氮化硅陶瓷发展随着现代科学技术的发展，对新材料的研究和应用不断提出更高的要求，传统的金属材料越来越难以满足这种日益发展的要求，及待开发新型材料。
多年来，研究工作者们进行了不懈的努力，在材料的制备工艺和性能方面取得了很大的进展。
由于人们认识到陶瓷的潜在优势和金不可克服的弱点，工程陶瓷材料越来越受到世界上许多材料研究单位的高度重视，并取得了许多突破性进展。
随着科学技术发展迅速，原子能、火箭、燃气轮机等技术领域对材料提出了更高的要求，迫使人们去寻找比耐热合金更能承受高温，比普通陶瓷更能抵御化学腐蚀的材料[1]。
Si3N4的出色表现，激起了人们对它的热情和兴趣。
英、法的一些研究机构和大学率先开始对Si3N4进行系统研究，深入认识它的结构性能、探索烧结方法、开拓应用领域。
近些年来Si3N4陶瓷制品已经开始向产业化、实用化迈进了。
目前人们通过广泛深入仔细的研究，发现陶瓷材料是最有希望在高科技领域中能得到广泛应用的候选材料。
Si3N4陶瓷作为一种高温结构陶瓷，具有强度高、抗热震稳定性好、高温蠕变小、耐磨、优良的抗氧化性和化学稳定性高等特点，是优良的工程陶瓷之一[2]。
二、氮化硅的结构和性质氮化硅（Si3N4）陶瓷是无机非金属强共价键化合物，其基本结构单元为[SiN4]四面体，硅原子位于四面体的中心，四个氮原子分别位于四面体的四个顶点，然后以每三个四面体共用一个硅原子的形式在三维空间形成连续而又坚固的网络结构，氮化硅的许多性能都是因为其具有这种特殊的结构，因此Si3N4结构中氮原子与硅原子间结合力很强，其作为一种高温结构陶瓷，素有陶瓷材料中的“全能冠军”之称，氮化硅陶瓷具有硬度大、强度高、热膨胀系数小、高温蠕变小、抗氧化性能好，可耐氧化到1400℃，热腐蚀性能好，能耐大多数酸侵蚀，摩擦系数小，与用油润滑的金属表面相似等优异性能，已在许多工业领域获得广泛应用，并有很多潜在用途[3]。
氮化硅陶瓷
氮化硅陶瓷的研究作者：王雪董茁卉张磊杨柳范雪孙亚静、陈雅倩、吕海涛、徐志华、张国庆、于希晶。
（吉林化工学院132022）摘要：氮化硅陶瓷是一种有广阔发展前景的耐高温高强度结构陶瓷。
氮化硅陶瓷在高技术陶瓷中占有重要地位，其具有高性能（如强度高、硬度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、耐化学腐蚀和很好的高温稳定性、抗氧化性能等），与其他陶瓷相比，氮化硅陶瓷比重小，热膨胀系数低，抗热冲击性好，断裂韧性高，是一种理想的高温结构材料和高速切削工具陶瓷材料。
因此氮化硅陶瓷在航天航空、汽车发动、机械、化工、石油等领域有着广泛的用途，也为新型高温结构材料的发展开创了新局面。
目前氮化硅陶瓷制品主要存在的问题是产品韧性低、成本高。
今后应改善制粉、成型、和烧结工艺及氮化硅与碳化硅的复合化，研制出性能更佳的氮化硅陶瓷。
本文介绍了氮化硅陶瓷的基本性能，综述了氮化硅陶瓷的制备工艺和应用领域，并展望了氮化硅陶瓷的发展前景。
关键词：氮化硅；陶瓷；性能；应用；Abstract:Silicon nitride ceramics is high temperature and high strength structuralceramics has a broad development prospect. Silicon nitride ceramics occupies an important position in the high technology ceramics, it has high performance(such as high strength, high hardness, good thermal shock stability, hightemperature fatigue toughness, high bendingstrength, wear resistance,chemical corrosion resistance and high temperature stability, good oxidation resistance properties), compared withother ceramics, silicon nitride ceramics the proportion of small, low thermal expansion coefficient, good heat shock resistance, high fracture toughness, is a kind of ideal candidates for high temperature structural materials and high speed cutting tool ceramics.Therefore, silicon nitride ceramicsin aerospace, automobile engine, mechanical,chemical, oil and other fields have a wide range of uses, has created a new situation for the development of new high temperature structural materials. Thesilicon nitride ceramic products the main problems is the product of low toughness, high cost. We should improve milling, molding compound, and the sintering process and silicon nitride and silicon carbide, silicon nitrideceramicsdeveloped better performance. This paper introduces thebasic properties of silicon nitride ceramics, reviews the preparation technology and application of silicon nitride ceramics, and prospects the future development of silicon nitride ceramics.Keywords:silicon nitride ceramic;performance;application;引言自20世纪60年代开始，氮化硅陶瓷作为最优异的非氧化物陶瓷材料之一，被期望能用于燃气轮机上，而逐渐蓬勃地发展了40多年，成为了一个以氮化硅为基的氮陶瓷领域。
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氮化硅陶瓷增韧调研报告1、前言氮化硅陶瓷是典型的高温高强结构陶瓷，具有良好的室温及高温机械性能，强度高，耐磨蚀，抗热震能力强，抗化学腐蚀，低导热系数，密度相对较小，是结构陶瓷中研究最为广泛深入的材料，亦是陶瓷发动机及其它高温结构件、切削工具、耐磨件等的主要候选材料，近几年来仍是人们争相研究的热点材料之一。
但是，已有的研究对氮化硅陶瓷的脆性缺陷仍未获得彻底改善，从而大大限制了它的实际应用。
如何提高氮化硅韧性仍是人们研究的焦点。
目前从事氮化硅陶瓷研究的学者为了提高其韧性，主要从两大方面着手进行韧性改善。
一是通过进行“显微结构设计”来提高氮化硅陶瓷的韧性。
即降低气孔的含量，控制杂质的含量，提高氮化硅陶瓷的密度、纯度；对氮硅陶瓷的晶型、晶粒尺寸、发育完整程度进行控制；对晶界的大小、材质进行调控；对玻璃相的数量、性质、分布状态等进行控制，以求在烧结后获得最佳韧性的显微组织，从而提高氮化硅陶瓷的韧性【1】。
二是在上述基础上开展的“晶界工程”研究。
氮化硅陶瓷常以多晶陶瓷的形式出现，而对多晶材料而言，当晶体较小为微米或纳米级时，晶界状态是决定其电性能、热性能和力学性能等的一个极其重要的因素。
对于氮化硅陶瓷来说，晶界强度，尤其是晶界高温强度是决定其能否作为高温工程材料运用的关键。
氮化硅是强共价键化合物，其自扩散系数很小，致密化所必须的体积扩散及晶界扩散速度很小，同时它的晶界能V gb与粉末表面能V sv的比值(V gb/ V sv) 比离子化合物和金属要大得多，使得烧结驱动力Δv 较小，决定了纯氮化硅无法靠常规的固相烧结达到致密化，必须加入少量氧化物烧结助剂，在高温烧结过程中它们与氮化硅表面SiO2反应形成液相，通过液相烧结成致密体，冷却后该液相呈玻璃态存在于晶界。
而此玻璃相的性能在很大程度上决定了氮化硅陶瓷材料的性能。
为了提高氮化硅陶瓷的高温性能，人们对玻璃晶界结晶化进行了大量的研究工作，称之为“晶界工程”【2】。
2、氮化硅陶瓷增韧研究现状目前氮化硅陶瓷的增韧途径很多，从显微结构设计角度出发，有颗粒弥散增韧、晶须或纤维增韧、ZrO2相变增韧及利用柱状β-Si3N4晶粒的自增韧等。
从宏观结构设计角度出发，人们提出了层状结构复合增韧。
此外，采用纳米复相陶瓷技术也可对氮化硅陶瓷进行增韧。
2. 1 颗粒弥散增韧颗粒增韧就是在氮化硅材料中加入一定粒度的具有高弹性模量的颗粒如SiC、TiC、TiN等。
由于这些第二相粒子与基体粒子存在弹性模量和热膨胀系数上的差异，在烧结过程冷却阶段因存在一定温差而在坯体内部产生径向张应力和切向压应力。
这种应力的存在和外应力发生作用，使裂纹前进的方向发生偏转和分叉，消耗断裂能，从而可提高材料的抗断裂能力以达到增韧的目的。
颗粒弥散增韧与温度无关，可以作为高温增韧机制。
但此法一般只能取得40%-70%的增韧效果，其增韧效果不明显。
最近通过使用纳米级SiC颗粒弥散分布在氮化硅基体内部或晶界上得到的Si3N4-SiC纳米复合材料表现出优良的力学性能和极高的高温强度，是目前研究的一个热点。
常用的补强增韧颗粒及所获得的氮化硅陶瓷性能改进。
孙兴伟等研究提出，在氮化硅中添加体积分数为10%TiN时，抗折强度和硬度最高，K IC为6.27MPa·m1/2；在添加20%TiN时，硬度(HRA)和强度达到最大值，分别为93．9和l092MPa左右【3】。
沈建兴等研究表明，在合成Si3N4时引入MoSi2，结合热压烧结工艺，可以使复合材料的性能得到提高，检测表明其室温抗弯强度高达184MPa，韧性为3. 81～4.15MPa·m1/2【4】。
陈森凤等研究表明，在Si3N4基体材料中添加高弹性模量的第二相粒子Ti(C0.3N0.7)能起到颗粒弥散增韧的作用，当Ti(C0.3N0.7)添加量为30％时，材料的抗弯强度和断裂韧性达到最大值，分别为657MPa和6.63MPa·m1/2【5】。
饶平根等在Si3N4材料中添加15wt%Y-TZP在1770～1800℃，保温1h，氮气压力3MPa的烧成条件下断裂韧性达8.33MPa·m1/2，与基体相比提高30%，其增韧机理主要为微裂纹增韧和第二相粒子增韧【6】。
Bin Zou等2007年制备的Si3N4/Si3N4w/TiN纳米复合陶瓷，结果表明：在30MPa的压力和1650℃下40分钟的条件下，引入20%（体积）纳米级的Si3N4w和5%TiN时具有最佳性能，其弯曲强度为980MPa，断裂韧性为9.60MPa·m1/2，硬度为18 GPa【7】。
陈祥健等2012年采用热压烧结法制备了Si3N4陶瓷和Si3N4+Ti(C，N) 陶瓷，并利用SEM、TEM、急冷、强度法等手段研究了其力学性能。
实验结果表明：Si3N4陶瓷具有较Si3N4+ Ti(C，N) 陶瓷优异的力学性能，其最大抗弯强度和断裂韧性分别达到1130MPa、12 MPa·m1/2【8】。
2. 2 晶须或纤维增韧为了提高复合材料的韧性，必须尽可能提高材料断裂时的吸能，对固体材料而言，吸收能量的方式有两种：材料变形和形成新的表面。
但对于脆性基体允许的变形很小，所以因变形吸收的断裂能也很少。
为了提高这类材料的吸能，只能是增加断裂表面，即增加裂纹的扩展通道。
当我们把高弹性、高强度的纤维（或晶须）加入到材料中，使裂纹扩展的剩余能量渗入到纤维（或晶须），发生纤维（或晶须）的拨出、脱粘和断裂，导致断裂能被消耗或裂纹扩展方向发生偏转等，形成了复合材料断裂时新的吸能机制，使复合材料韧性大大得到提高。
利用C、SiC等长纤维或SiC、Si3N4等晶须对Si3N4陶瓷进行复合增韧，可以大幅度提高氮化硅陶瓷的断裂韧性。
BN纤维因具有优良的热导性、低热膨胀系数及化学惰性，用BN纤维作为第二相粒子掺入Si3N4基体形成复合材料，已愈来愈受到国内外材料工作者的重视。
近年来，晶须补强陶瓷基复合材料也一直是人们研究的热点，并取得了不少积极的研究成果。
SiC晶须是复合材料中主要应用的晶须，Si3N4经SiC晶须强化可大大提高强度和韧性，反应烧结法制得的SiC w/Si3N4材料抗弯强度达900MPa。
SiC纤维补强增韧Si3N4材料是研究得比较早的一种工艺，但由于诸如纤维分布不均匀、高温下纤维性能下降、纤维与基体热膨胀系数不匹配等一系列问题仍未能得到彻底解决，因此其实际应用尚待时日。
SiC w/Si3N4同SiC f/Si3N4相比（其中w代表晶须，f代表纤维），前者研究的范围比较广，水平也较高。
利用纤维或者晶须进行补强增韧及所获得的氮化硅陶瓷性能改进。
黄勇等研制出的SiC w/Si3N4表现出较好的高温强度和断裂韧性，在1370℃分别为880MPa 和8.5MPa ·m1/2，且表现出低的残余应力和高的抗蠕变性能【9】。
张长瑞等采用热压工艺制备SiC w/Si3N4，室温抗弯强度达890MPa，1350℃抗弯强度为696MPa，室温断裂韧性为11.4MPa ·m1/2【10】。
孙丽虹等采用热压烧结工艺制备了纳米SiC 颗粒和SiC晶须协同补强增韧的Si3N4基纳米复合陶瓷材料。
测试结果表明：纳米SiC含量为l0wt%，SiC晶须含量为5wt%时，复合材料强度达1080MPa，断裂韧性达11.7MPa·m1/2。
其强度和断裂韧性分别比基体Si3N4提高28.2%和35.3%【11】。
郭海等将陶瓷粉体挤制成纤维前驱体，然后在烧结过程中原位合成多晶的陶瓷纤维，制得了致密的纤维块体陶瓷材料，研究发现：用挤制法使引人晶须与晶粒具有明显的一维定向效果，可以强化陶瓷纤维,提高材料的韧性，其中加入晶须后K IC可达23.95MPa·m1/2断裂功可达4kJ·m-2以上【12】。
2. 3 ZrO2相变增韧ZrO2相变增韧是将ZrO2颗粒弥散在Si3N4基体中，利用ZrO2四方相向单斜相的应力诱发相变而产生5%左右的体积变化，可以抵消外加应力、阻止裂纹的扩展，达到增韧目的。
应力诱导相变还伴随微裂纹、裂纹分支以及表面增韧等机制。
但由于ZrO2会与Si3N4反应生成氮化锆、氮氧化锆等，减少氧化锆含量，降低增韧效果，而且氮化锆、氮氧化锆等易氧化产生体积膨胀，使材料开裂。
因此，目前研究的重点放在抑制氮化锆、氮氧化锆等的生成，尽可能的使材料中保留更多的ZrO2。
同时随温度的升高，ZrO2相变效应消失，增韧效果降低，因此一般单纯依靠相变增韧来提高其韧性的材料仅适合于温度较低的场合。
利用ZrO2相变增韧所获得的氮化硅陶瓷性能改进。
从事氧化锆增韧非氧化物系统如Si3N4的研究工作最早的学者是Claussen，他发现无压烧结含有20%～25%ZrO2（以体积计）的Si3N4复合陶瓷的断裂韧性(K IC) 达到7MPa·m1/2，强度接近600MPa。
热压烧结同类材料K IC可达到8.5MPa·m1/2，强度接近1000MPa【13】。
Koichi等人用热等静压烧结的Si3N4-20%2.5YZrO2材料，其相对密度达到96%，K IC达到7.5MPa·m1/2【14】。
有研究表明，用4%Al2O3做烧结助剂的无压烧结Si3N4-3YZrO2复相材料的相对密度达到96%以上。
含有20%3YZrO2复相材料的室温断裂韧性达到7.6MPa·m1/2，室温强度534MPa，分别相当于基体材料的3.5倍和2.0倍。
并从理论上确定3YZrO2的最佳含量是20%【15】。
周瑾等人在氮化硅基体中添加ZrO2，且以Y2O3、Al2O3为助烧剂研究中发现：添加15wt%ZrO2的ZrO2-Si3N4复合材料在3MPa氮气压力烧成条件下断裂韧性达8.08MPa·m1/2，与基体相比提高21.5%，但复合材料的抗弯强度没有改善【16】。
孙宏荣等研究了加入ZrO2和SiC晶须对热压烧结Si3N4的增强增韧作用。
分别加入10vo1%纯ZrO2和含有钇的Y-ZrO2，使Si3N4陶瓷的室温K IC从原来6.3MPa·m1/2分别提高到7.3MPa·m 和7.6MPa·m1/2。
加入10wt％SiC晶须，使Si3N4陶瓷的室温K IC从6.3MPa·m1/2提高到7.1MPa· m1/2【17】。
2. 4 柱状β-Si3N4晶粒的自增韧柱状β-Si3N4晶粒的自增韧就是通过调整材料组分和控制制备工艺条件使一部分β-Si3N4晶粒原位发育成具有较高长径比的柱状晶粒，从而获得类似于晶须增韧的增韧机制，达到增韧效果。
该方法的增韧效果与长柱状晶粒的数量、长径比、晶粒尺寸有关。