近年来随着光伏产业和半导体产业的快速发展,全球对太阳能级硅的需求高速增长,而太阳能级硅棒被切割成硅晶片时将会产生大量的切割废料,废料组分主要为硅、碳化硅、切割液和金属废屑,对切割废料分离提纯后的微细硅粉进行回收具有很高的经济效益,同时,如何实现其高值利用也是一个亟待解决的问题。氮化硅及其复合材料具有强度高、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、比重小等一系列优异的性能,广泛用于航空航天、电子、冶金等领域,被认为是高温结构陶瓷中最具应用潜力的材料,如航空航天方面用于航空发动机,以及电子封装基板材料等。因此,采用太阳能级废硅粉制备氮化硅材料是实现其高值利用的有效途径。本文基于太阳能级微细硅粉纯度高、粒径细等特征,以及微波对硅物料的高效加热特性,提出采用微波加热微细硅粉直接气-固氮化反应制备氮化硅粉。硅粉在121 k Pa的氮气压力下加热至1250°C保温20 min具有良好的氮化效果,氮化反应转化率可达97.96%,产物主要为β-Si₃N₄,形态均匀且为柱状。并且氮化反应时间缩短了77.7%以上,能耗降低了88.6%,提高了Si₃N₄粉的制备效率。开展了微波活化烧结Si₃N₄陶瓷材料研究。结果表明,随着成型压力增大、烧结温度提高以及烧结时间延长,Si₃N₄陶瓷的相对密度和硬度均呈现逐渐增大趋势,气孔率则逐渐减少,而热扩散系数呈现先增大后减小的趋势。当烧结时间为20 min,烧结温度为1500°C,成型压力为40 MPa时制备的Si₃N₄陶瓷性能较好,其气孔率为14.44%,相对密度达到85.56%,硬度达到128.10 MPa,热扩散系数为3.727mm_·²s^-1。并且与常规烧结相比,相对密度提高了3.35%,硬度提高了1.45倍,热扩散系数提高了86.34%。进行了微波活化烧结Si C/Si₃N₄复合材料研究。结果表明,Si C/Si₃N₄复合材料的相对密度和硬度随着Si C含量增加而增大,而复合材料的热扩散系数随着Si C含量的增大逐渐减小。当Si C含量为20%时,复合材料相对密度为73.53%,硬度达到380.80MPa,热扩散系数为8.179 mm_·²s^-1。且与常规烧结相比,复合材料的相对密度提高了4.77%,硬度提高了84.76%,热扩散系数提高了99.20%。