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硅碳氮（Si CN）陶瓷纤维作为高性能陶瓷基复合材料的增强体之一,因具有高强度、耐高温、抗氧化等优良性能而广受研究者的关注。目前Si CN纤维的主流纺丝工艺为熔融纺丝,而高软化点的聚合物先驱体存在熔体流动性差且脱泡困难的问题。干法纺丝工艺制备纤维可选取分子量较大、软化点较高的先驱体,对于聚硅氮烷原丝新型纺丝工艺探索具有一定的意义。本论文以甲基二氯硅烷（MHS）和二甲基二氯硅烷（TMS）为原料,经氨解、热聚合反应制备了聚硅氮烷（PSZ）,通过干法纺丝、紫外（UV）辐照交联和高温裂解成功将PSZ先驱体转化为Si CN陶瓷纤维。采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、凝胶渗透色谱（GPC）、X射线光电子能谱（XPS）、旋转流变仪、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段,分析了PSZ先驱体及其纺丝原液、不熔化纤维和陶瓷纤维的元素组成、结构变化和微观形态,并对PSZ的合成、干法纺丝、紫外辐照交联、高温裂解四大工艺以及Si CN纤维的真空耐温性能和抗氧化性能进行了研究。主要结论如下:（1）研究了硅氮烷低聚物（LSZ）的热聚合工艺。经研究发现,PSZ-8为最优聚合时间的PSZ先驱体,Mw为4936 g/mol,软化点为237℃,陶瓷产率为52.4%,可完全溶解于二甲苯以配制纺丝原液。基于红外谱图与相关文献推断了PSZ的热聚合时可能发生了:Si-H键与Si-H键之间以及Si-H键与N-H键之间的脱氢反应,形成了Si-Si键、Si-N键、四元环以及六元环;转氨化反应生成了Si3N交联结构。（2）选取二甲苯为溶剂配制了PSZ纺丝原液,并研究了纺丝原液的流变性能。在实验范围内:PSZ纺丝原液的表观粘度均随剪切速率的增大而减小,存在明显的切力变稀行为,并且均需要一个剪切应力极小值才得以流动,说明所配制的PSZ纺丝原液在室温下均为假塑性流体。此外,随振荡频率的增大,PSZ-87 wt%的复数粘度（η*）逐渐减小;储能模量（G’）先增大再减小;损耗模量（G’’）逐渐增大,且其G’’始终大于G’,这表明PSZ-87 wt%在室温下拥有较好的纺丝性能。（3）探索了PSZ先驱体的干法纺丝工艺。经研究发现,随纺丝原液浓度的增大,纺丝原液的连续纺丝时长先增大后减小;在收丝速度75～135 r/min的范围内,PSZ纺丝原液的浓度越高,纤维最长连续长度所对应的收丝速度越小;纺丝原液PSZ-87 wt%的纺丝性能最优,随收丝速度的增大,PSZ-87 wt%所纺制的纤维连续长度先增大后减小,最长连续长度为121.1 m,纤维直径在1.5～30μm的范围内,纤维表面光滑平坦,无沟槽、裂纹及瘤状物等缺陷;截面组织致密,无明显孔洞。（4）采用紫外辐照交联法实现了PSZ原纤维的固化,并分析了固化机理。在波长为185 nm、总功率为106 W的紫外灯辐照下,随紫外辐照时间的延长,纤维表层形成的固化层厚度逐渐增大。PSZ-UV-7为最优紫外辐照时间的PSZ交联纤维,其陶瓷产率由原纤维的52.4%增至83.2%（氮气气氛,800℃）,且纤维表面光滑平坦、截面组织致密。干纺纤维和熔纺纤维紫外辐照交联的对比实验表明:在辐照时间相同的情况下,由高软化点PSZ先驱体经干法纺丝所得PSZ纤维的固化层厚度、陶瓷产率和陶瓷产率提升幅度较由低软化点PSZ先驱体经熔融纺丝所得PSZ纤维均有所提升。由EDS和FT-IR等测试结果推断,在紫外辐照过程中,空气中的O2转化成O3,纤维表层的部分Si-H键、N-H键和C-H键因吸收紫外线的能量而发生断键,并产生了Si自由基、N自由基和C自由基,自由基之间相互作用形成的Si-O-Si、Si-N-Si和Si-C-Si三种交联结构使PSZ纤维达到了不熔化的效果。（5）通过高温裂解制备了Si CN纤维,并研究了Si CN纤维的真空耐温性能和抗氧化性能。经1100℃裂解得到的Si CN纤维主要含有Si-N、Si-C、Si-O、N-C和C-C键,纤维形貌光滑致密。在真空条件下:1300℃时,Si CN纤维的形貌光滑致密,抗拉强度达到0.71 GPa;1500℃时,由于纤维中Si CxNyOz相的分解,产生了α-Si3N4、β-Si3N4和Si C结晶相,导致纤维表面出现粒状纹理,其力学性能急剧降低;1600℃时,纤维结构被破坏,纤维截面出现大量孔洞,其力学性能丧失。在空气条件下:1300℃时,Si CN纤维表面出现了Si O2结晶层;1400℃时,纤维形貌光滑致密;1500℃时,由于氧化温度过高,纤维中引入大量氧元素,Si O2结晶层明显变厚,纤维表层在后续的降温过程中受热不均匀,导致了大量裂纹的出现。综上所述,PSZ-8与二甲苯配制所得纺丝原液PSZ-87 wt%的连续纺丝长度为121.1 m,纤维直径为1.5～30μm。经7 h紫外辐照所得PSZ-UV-7的陶瓷产率由52.4%升至83.2%。相同辐照时间下,高软化点PSZ所得干纺纤维的固化程度较低软化点PSZ所得熔纺纤维更高。真空条件下:Si CN纤维在1300℃处理后可保持0.71 GPa的抗拉强度;1500℃时纤维中出现α-Si3N4、β-Si3N4和Si C结晶相。空气条件下:在1300℃处理后Si CN纤维表层出现了Si O2结晶层;1400℃处理后纤维形貌光滑致密。研究通过氨解、热聚合制备了高软化点PSZ先驱体,并实现了PSZ的干法纺丝及其纤维的紫外辐照交联,对Si CN纤维的制备具有一定的借鉴意义。