Si₃N₄陶瓷耐磨、耐热、耐蚀、化学稳定性好,能够在高温高压等恶劣的工作环境中工作,但由于其韧性不足而使其应用受到限制。因此,常采用纤维、晶须和颗粒来增韧。其中纤维增韧复合材料具有类似金属的断裂行为,对裂纹不敏感,不会发生灾难性损毁的高可靠性特征;颗粒复合材料具有各向同性、成本低等特点,对纤维复合材料是一种补充。利用等温化学气相渗透法（Isothermal Chemical Vapor Infiltration,简写为ICVI）制备颗粒陶瓷基复合材料具有材料的微观可设计性,但ICVI制备过程复杂,周期长,造粒大小影响到孔隙的大小,进而影响沉积效果。采用适当的方式建立Si3_N4p/Si₃N₄颗粒复合材料ICVI过程的数学模型,对ICVI致密化过程进行数值模拟,对Si₃N_4p/Si₃N₄颗粒复合材料的制备具有指导性意义。 本文根据Si₃N_4p颗粒预制体的孔隙结构,建立了球形孔隙模型:并通过实验和数值模拟表征了Si₃N_4p/Si₃N₄颗粒复合材料的ICVI致密化过程;运用遗传算法对造粒大小进行了优化,主要研究内容和结果如下: （1）采用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope,简称SEM）观测了通过造粒和模压制得的预制体微结构,发现预制体中孔隙主要有两类:颗粒间的孔隙和团聚体之间的孔隙,类似于纤维预制体,但孔隙形状较为复杂。 （2）根据Si₃N₄颗粒预制体的结构特征,建立了球形孔隙传质模型,利用有限差分法对Si₃N_4p/Si₃N₄颗粒复合材料的ICVI致密化过程进行了模拟计算,预测了孔隙率和密度随浸渗时间的变化关系,并进行了相应的实验验证。验证结果表明,模拟结果与实验值误差较小,说明该模型可以较好的表征Si₃N_4p/Si₃N₄颗粒复合材料的ICVI致密化过程。 （3）利用遗传算法,对造粒大小进行了优化。结果表明,在颗粒半径为6μm时,造粒直径为1.9mm,致密度最大;当颗粒半径为6μm、造粒直径为1.9mm时,T的优化值为1000K,P的最优值为1000.2Pa。