具有棒状晶粒组成的双峰微观结构的Si₃N₄陶瓷其抗弯曲强度可超过1 GPa,但其导热率仅有50 W/m/K,这限制了进一步的应用发展;若采用合适的制备工艺可获得高取向的氮化硅陶瓷,从而改善其导热性能。本文以α-Si₃N₄的粉体为原料,添加少量β-Si₃N₄作为晶种,采用干压成型与流延成型两种工艺,在1800℃、30 MPa条件下保温保压1 h进行热压烧结制备Si₃N₄陶瓷材料。研究了材料的力学性能、抗氧化性能、导热性能等,利用现代分析手段观察了材料的物相组成和显微结构。采用干压成型-热压烧结工艺制备了两种陶瓷材料,组成成分为α-Si₃N₄、β-Si₃N₄和烧结助剂Y₂O₃,其质量比例分别为95:0:5和90:5:5,标记为SY-1和SY-2。室温下,SY-1和SY-2的弯曲强度分别为397 MPa和369 MPa,断裂韧性分别为4.4 MPa·m^1/2和7.3 MPa·m^1/2。SY-1和SY-2的热导率随温度的升高逐渐降低,且表现出各向异性,平行方向上的热导率高于垂直方向;在平行方向上SY-1的热导率是45.2 W/m/K,SY-2的热导率达到最高值50.3 W/m/K;XRD结果表明用于提高热导率的β-Si₃N₄晶体c轴垂直于热压加压方向生长,且β-Si₃N₄晶种的存在更利于液相在β-Si₃N₄晶粒上沉淀下来,长大成六方晶型长棒状大晶粒,β相晶粒的定向排布使得材料具有各向异性。采用流延成型-热压烧结工艺制备了两种陶瓷材料,组成成分为α-Si₃N₄、β-Si₃N₄和烧结助剂Y₂O₃,其质量比例分别为95:0:5和90:5:5,标记为SY-3和SY-4。为达到流延工艺的要求,研究了粘结剂含量与搅拌时间,结果显示粘结剂为17 wt.%、增塑剂为10 wt.%、搅拌时间为36 h,流延片厚度均匀,光滑平整,纹路清晰,具有一定的强度和韧性,满足流延成型工艺的要求。室温下,SY-3和SY-4的弯曲强度分别是483 MPa与486 MPa,而断裂韧性分别为4.8 MPa·m^1/2与7.5 MPa·m^1/2。断裂模式均为脆性断裂,但试样SY-4中生成更多的β-Si₃N₄棒状晶粒,棒状晶粒的桥连消耗大量断裂能,因而韧性更高。XRD测试结果表明流延成型与热压烧结两者结合共同促进β相晶粒的择优取向排布,各性能均表现出各向异性。抗氧化实验表明,SY-3和SY-4的氧化增重量随着氧化温度的升高而增加,弯曲强度随着氧化温度的升高呈逐渐降低的趋势。SY-4在平行方向上达到最高值81.6W/m/K,经过1500℃氧化后的热导率降为41.0 W/m/K。氧化后在试样表面形成SiO₂玻璃相,而玻璃相的热导率较低,阻止热量的扩散;同样的,其内部的β-Si₃N₄颗粒上覆盖的玻璃相也阻止了热量传导;高温下氧化导致的β-Si₃N₄颗粒开裂破坏了连续的热扩散通道,降低热传导效率,因而热扩散系数降低。