本研究对象为B、C、N体系二元材料中具有代表性的四类材料：氮化硼纳米管(BNNTs)、爆炸相氮化硼(eBN)、碳化硼(B4C)和超硬相氮化碳(C3N4)材料。本论文的主要目的是探索上述四种B、C、N体系二元纳米材料的有效化学合成新方法，表征分析产物的形貌和结构，研究其形貌控制机理，并初步探索合成产物在陶瓷领域的应用。本研究主要内容包括：　　⑴以Na2SiO3·9H2O、纳米非晶硼粉和Mg(NO3)2·6H2O为原料，通过共沉淀辅助化学气相沉积的方法制备了新颖的BN蝌蚪。BN蝌蚪长度为10-15μm，直径从头部到尾部逐渐变小。蝌蚪头部直径范围为0.5-1.5μm，尾部直径小于50nm。在实验结果的基础上提出了化学反应过程和表面扩散VLS生长机理模型，适用于BN蝌蚪的生长过程。另外，BN蝌蚪也显示出了与BNNTs和hBN所不同的光学能带宽度(5.39eV)。　　⑵以B2O3、Mg和KBH4为原料，通过自蔓延高温合成辅助化学气相沉积的方法制备了BNNTs。BNNTs的平均长度大于10μm，直径范围为50-500nm。在实验结果的基础上，提出了BNNTs形成过程中可能的化学反应过程以及新颖的自我破裂催化生长机理模型。另外，首次使用了商用玻璃纤维网格作为BNNTs的生长催化剂和收集载体。制备得到的BNNTs直径变化比较大，这也是用玻璃纤维作为催化剂制备得到BNNTs的独有特征。　　⑶以纳米非晶硼粉、B2O3、Mg和KBH4为原料，通过高能球磨辅助化学气相沉积的方法制备了新颖的BN纳米管-纳米片一维分级结构。产品呈现高密度一维毛状结构，长度大于20μm，直径范围为20-600nm。片状结构包覆越多，分级结构的直径越大。表面包覆的片状物呈现透明特性，类似于多层石墨烯结构，厚度小于10nm。在实验结果的基础上提出了可能的化学反应过程和分级结构形成机理。BN纳米管-纳米片一维分级结构含有大量的孔隙和缺陷，具有很高的比表面积，这一特性使得该材料在储氢、吸附剂、催化等领域具有重要的应用前景。　　⑷以NH4Cl、Mg和FeB1.3为原料，通过热熔还原法制备了eBN多晶微粉。产品呈现准八面体形貌，平均粒径为0.5μm。表征结果证明eBN样品为面心立方结构，其晶胞参数为a=8.300?，这与Nameki报道的值(8.313?)很相近，而与Pokropivny理论计算得到的值(10.887?)相差很大。在实验结果的基础上，我们还提出了eBN在生长过程中可能发生的化学反应并提出了合适的催化生长机理。　　⑸以H3BO3、R-Fe、NH4Cl和Mg为原料，通过高能球磨辅助热熔还原法制备得到了定向排列的八面体eBN多晶微粉。粒径大小为30-120nm。表征结果证明eBN样品为面心立方结构，其晶胞参数为a=8.245?。对比实验表明，催化剂R-Fe在制备高质量eBN八面体晶体的工艺中起到了一个重要的角色。另外，eBN晶体紫外可见吸收光谱和光致发光光谱表明其属于宽带隙(5.61eV)材料，可以用作紫外光发射材料。在实验结果的基础上，提出了eBN在制备过程中可能的化学反应过程，简述了eBN的生长机制并给出了对应的生长模型。　　⑹以聚氯乙烯、B2O3和Mg为原料，通过高能球磨辅助反应稀释自蔓延高温合成法合成了B4C纳米粉。当稀释率为35％时得到的B4C样品质量最佳，产品结晶性好，形貌规整，颗粒分布均匀，粒径为50-200nm，平均粒径为100nm。该反应稀释制备新思路可以进一步推广拓展成为一种合成各种无机纳米材料的通用制备方法。　　⑺以NH4Cl、聚氯乙烯和Fe2O3为原料，通过热熔还原法合成了α/β-C3N4纳米线。C3N4纳米线长度为1-4μm，直径范围为10-20nm，长径比很大。在实验结果的基础上，提出了C3N4纳米线在制备过程中可能发生的主要化学反应及其生长机理模型。另外，纳米线结晶性良好，表面粗糙，其高比表面积和大量的表面缺陷点使得C3N4纳米线在陶瓷的强韧化、储氢、催化降解和光电半导体领域具有较好的应用潜力。　　⑻以商用和自制的B4C粉体为基体材料，以自制的BNNTs和C3N4粉体为增韧相，通过放电等离子体烧结技术在1700℃制备得到了一系列B4C-C3N4和B4C-BNNTs陶瓷。测试结果表明，添加BNNTs和C3N4粉体都可以提高陶瓷样品的断裂韧性。在相同条件下，改变粉体的粒径可以显著提高材料的力学性能。其中，力学性能最佳的样品为添加有5wt%含量BNNTs的自制B4C基陶瓷样品，其相对密度为99.17%，硬度为31.57GPa，断裂韧性为5.9MPa/m2。