燃气涡轮发动机等极端环境下的多物理量感知和数据采集对于现有测试技术来说一直是一大挑战。内部的传感器除了要能够承受高温、高压以及高腐蚀等极端条件以外,还需要始终保持其稳定的功能性。而随着空天技术的不断发展,对传感器的精度,稳定性,尺寸以及易安装性等也提出了更高的要求。微电子机械系统（MEMS,Micro-Electro-Mechanical System）的发展为在极端环境系统中嵌入高可靠性、高集成度的微型传感器提供了可能,但是MEMS传感器在极端环境下的应用强烈依赖于新材料的发展。目前最常用的基于半导体Si以及Si C的MEMS传感器最高使用温度一般不超过500℃。聚合物先驱体转化陶瓷（Polymer Derived Ceramics,PDCs）是一类通过聚合物前驱体的高温热解转化而来的高温陶瓷材料,具有优异的高温稳定性,耐氧化/腐蚀特性,高蠕变阻力以及多功能性（包括优异的半导体特性和压阻特性）。此外通过聚合物先驱体进行陶瓷转化的工艺可以很容易实现先驱体陶瓷的微成型。因此,先驱体陶瓷可以作为制造适用于燃气涡轮发动机等极端环境的MEMS温度/压力传感器的候选材料。目前基于先驱体陶瓷的温度传感器（>1000℃）已经在国外实现了商业化,但是相关的研究在国内还处于初级阶段。此外,具有高压阻系数的先驱体陶瓷在压力传感器技术的应用上也具有极大的发展潜力。本文以先驱体转化非晶SiCN陶瓷作为研究对象,从材料设计、制备和微结构演变、热力特性以及温度/压力感知特性四个方面系统分析了非晶SiCN陶瓷在极端环境下MEMS传感器领域的应用前景,以期为下一步研制应用于极端环境的MEMS温度/压力传感器提供基础的理论指导和实验依据。基于先驱体转化非晶SiCN陶瓷的微结构特征,通过Si-C-N三元体系的成分三角形对非晶SiCN陶瓷进行了系统的成分设计。应用第一性原理分子动力学理论对非晶SiCN陶瓷的原子结构进行建模,获得了用于描述原子结构特征的径向分布函数,且与实验测得的结果符合较好,从而证明了建模方法的合理性。在此基础之上研究了化学成分对非晶SiCN陶瓷原子结构以及电学性能、力学性能的影响规律,基于非晶SiCN陶瓷温阻效应以及压阻效应的敏感性分析,选择Si C0.7N0.9作为最优的化学成分。基于非晶SiCN陶瓷材料设计的结果,选择PSN1以及PSN2两种型号聚硅氮烷先驱体作为研究对象。通过液态模塑法以及粉末成型法分别实现了致密型SiCN陶瓷以及孔隙率连续可控SiCN陶瓷的制备,并分析了不同分子结构先驱体的交联过程以及陶瓷化过程。研究了热处理温度、聚合物先驱体的分子结构以及孔隙率对非晶SiCN陶瓷微结构的影响。优异的力学性能以及高温稳定性是非晶SiCN陶瓷能够应用到高温极端环境感知领域的前提条件。首先分析了先驱体分子结构以及环境压力对于非晶SiCN陶瓷高温稳定性的影响。基于真实的服役条件,研究了惰性气氛下非晶SiCN陶瓷在激光烧蚀过程中的高温稳定性,进一步分析了大气环境下非晶SiCN陶瓷的抗氧化性与高温稳定性的相互促进关系。最后通过纳米压痕方法测试了不同热解温度SiCN陶瓷的弹性模量以及硬度,并分析了影响其力学性能的主要因素。针对非晶SiCN陶瓷与金属导线的高温连接问题,提出了一种基于碳纳米管的柔性连接方法,该方法可以有效改善SiCN陶瓷与高温金属界面的热、力、电特性。通过分析不同热解温度、不同先驱体结构SiCN陶瓷的常温电导率,得到控制电导率变化的主要因素。最后测试了非晶SiCN陶瓷从室温到1000℃的温阻行为以及常温条件下的压阻行为,并分别探讨了非晶SiCN陶瓷的高温导电机理以及压阻机理。