戴启军，何代华，刘 平

（上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093）

近年来，我国的高铁、动车、航空航天、军工均飞速发展，复杂、苛刻、未知的挑战迎面而来，智能功率集成电路的产业愈发精密，电力电子器件技术正朝着高电压、大电流、大功率密度和小空间的方向发展，使器件中由于高功率导致的热量和热应力及相关热调节需要引起重视[1]。氮化硅（Si3N4）陶瓷材料具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化和耐磨等特点，在高温、高速、强腐蚀介质的工作环境中具有特殊的价值。此外，Si3N4陶瓷具有高导热性、耐热冲击性、低介电常数和低介电损耗等优异性能，以及良好的高频电磁波传输性能。

Si3N4主要有α、β 和γ 3 种相，由于γ 相Si3N4制备条件苛刻，对于Si3N4陶瓷的应用一般为α 相和β 相。这两种相属于同素异构体，α 相Si3N4是低温稳定相，在高温下便会发生α→β 相变，形成的β 相Si3N4是高温稳定相。然而，由于Si 和N 原子之间的强共价键合，固态扩散非常慢，因此，在烧结过程中阻止了Si3N4的致密化以及相变。研究者们发现在Si3N4陶瓷烧结中加入烧结助剂，通过Si3N4颗粒表面的SiO2和Si3N4之间的化学反应形成液相，提高原子的扩散性，在液相中颗粒重排、溶解、析出，能够实现较低温度下Si3N4由α 相向β 相的转变[2]。

目前，对于高性能Si3N4陶瓷的制备工艺一直是国内外研究的热点。影响其烧结性能的因素包括烧结助剂、烧结方式、烧结工艺等，且由于Si3N4材料的优异性能也衍生了多种复合材料。本文对当前高性能Si3N4陶瓷基板的制备研究以及相关的复合材料进行了论述。……