本论文分三个层次进行论述,一是研究SiO2从非晶态到晶态的相变行为；二是在乳突形微/纳米SiO2和支化形微/纳米SiO2(包括蜈蚣状、树枝状和珊瑚状微/纳米SiO2)的制备和表征、生长机理以及影响微/纳米SiO2形貌结构的因素等方面展开了较深入的研究；三是对用水热法、化学气相沉积法、共混法制备的微/纳米SiO2核壳式复合材料和复合薄膜作了应用性探索。研究内容既考虑了微米技术的前沿性和现实性,又着眼于纳米科技的前瞻性和基础性,因此,此研究具有重要的理论意义和广泛的应用前景首先,以稻壳为原料,制备微.纳米SiO2粉末,SEM、TEM和HRTEM表明,焙烧温度小于570℃时,微.纳米SiO2为非晶态；当焙烧温度达到1080℃时,非晶态SiO2转化为柱形晶态纳米SiO2。焙烧温度不仅是SiO2晶型转变的关键因素,而且对其纯度和形貌结构也影响很大。用有序原子集团切变沉积机制解释了SiO2相变行为。其次,特殊形貌的微/纳米SiO2的制备。一是采用酸碱两步法从稻壳中提取了原生原位的乳突形微/纳米SiO2。研究结果表明,原生原位的乳突形微/纳米SiO2为非晶态,并整齐有序地排列着在稻壳的外表面上,分为双峰乳突、单峰乳突和瘤峰乳突三种类型；Si含量呈现递增梯度。二是采用水热法制备了不同形貌的支化形(包括蜈蚣状、树枝状和珊瑚状)微/纳米SiO2。研究结果表明,支化形由基体和分枝组成,分枝的各向平均生长速率和各向平均特征长度各不相同,具有各向异性特征；原材料、压力、温度以及保温时间等因素对支化形微/纳米SiO2形貌有很大的影响。气相沉积-悬键辅助生长机理解释了支化形微/纳米SiO2的生长过程。最后,采用不同的方法制备了三种微/纳米SiO2复合材料。用水热法制备了核-壳-支C@SiO2@SiO2三层结构的复合材料,核心碳纳米线为单晶结构,壳层非晶态SiO2分两层包覆碳纳米线,最外层微/纳米SiO2的形貌是支化形状,悬键辅助沉积生长机理解释C@SiO2@SiO2的成形过程；用化学气相沉淀法制备了制备SiC@SiO2核壳式复合材料,直径约为25-50nm.,而长度约为几百微米,最长可达几个厘米。核心SiC纳米线存在“凹洞”填隙缺陷和“凸结头”缺陷。在438nm和464.5nm处有较强的PL性能。气态Si02沉积速率与SiC纳米线生长速率是否相匹配是调控微／纳米SiC@SiO2结构形貌的关键；通过共混法制备了SiO2/PI、 CNT@SiO2/PI和SiC@SiO2/PI三种复合薄膜。微/纳米SiO2在PI基体中分散均匀,具有较好的相容性,提高了复合薄膜的热稳定性能,降低了介电常数。CNT@SiO2/PI复合薄膜的热性能、硬度、耐磨性能、断裂强度和电性能的测试结果表明,CNT@SiO2的加入能提高复合薄膜的各项性能,特别是耐磨性能的提高更为显著。SiC@SiO2的加入,提高了SiC@SiO2/PI复合薄膜的热稳定性,体积电阻的下降致使导电性增强,机械性能,如断裂强度和断裂伸长率,硬度、耐磨性,得到有效的提高。SiC@SiO2主要通过裂纹偏转、SiC@SiO2拔出和桥接来实现增强补韧。微/纳米SiO2包覆碳纳米管(CNT)和SiC纳米线,进行表面修饰,不仅改善了CNT和SiC纳米线的分散性,而且还整合优化了它们的性能。将微/纳米SiO2、核壳CNT@SiO2和SiC@SiO2有效地分散在PI基体中,可以提高复合薄膜综合性能指标。SiO2/PI复合薄膜的介电常数得到降低,CNT@SiO2/PI复合薄膜的耐磨性能的提高较为显著,SiC@SiO2/PI复合薄膜的断裂强度和韧性的增加更为突出。