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高取向的氮化硅(Si3N4)陶瓷具有高的断裂韧性、抗弯强度、维氏硬度、热导率以及优良的耐磨损性等优点，可以作为发动机零件、拔丝模、电容器或微电子领域的基体材料。目前学术界主要通过加入β-Si3N4颗粒或β-Si3N4晶须制备高取向Si3N4陶瓷。本文利用α-Si3N4晶须，借助流延成型和热压烧结使其在基体中定向排列，制备出了性能优异的颗粒定向排列的Si3N4陶瓷材料。
本文使用的α-Si3N4晶须是利用Si(NH)2热分解法自制的。通过研究合适的晶须生长催化剂及其引入方式和结晶处理温度、残留碳和微量氧、Al2O3材质的坩埚及炉管对α-Si3N4晶须制备的影响，制备出直径为0.1～1.0μm长度为10～40μm的晶须。
本文采用流延技术制备α-Si3N4晶须定向排列的流延膜，主要解决了流延技术的三个关键问题：(1)通过Zeta电位研究确定了含有α-Si3N4晶须的Si3N4料浆的pH值控制范围；(2)通过料浆粘度的实验研究对添加剂及其最佳含量进行了优化，制备出的含有α-Si3N4晶须的料浆具有良好的稳定性和分散性，适合流延成型；(3)通过刮刀前梳挡板的引入大大提高了α-Si3N4晶须在流延膜中定向排列的程度。最终制备出的流延膜表面平整、厚度均匀且具有一定的强度和柔韧性。
以流延膜的定向叠加制备的坯体，在1350℃～1600℃和30MPa的热压烧结条件下制备出含有定向排列颗粒的Si3N4陶瓷试样。研究了α-Si3N4晶须含量及烧结温度对陶瓷试样的密度的影响，获得了密度为3.23g/cm3的高致密度的Si3N4陶瓷。致密化研究结果表明陶瓷试样主要是通过溶解-沉淀-析出的液相烧结实现致密化的。本文研制的Si3N4陶瓷经XRD及SEM分析表明，沿流延方向具有明显的取向性，其力学性能和热学性能也具有各向异性，沿流延方向的力学和热学性能最好，侧面次之，垂直流延方向最低。随着晶须含量的增加和烧结温度的升高，试样的力学性能(断裂韧性、维氏硬度和抗弯强度)和热学性能的各向异性更为明显。经1600℃烧结得到的加入18.3wt％α-Si3N4晶须的陶瓷试样的断裂韧性、维氏硬度和抗弯强度在流延方向达到最高值，分别为10.96 MPa.m1/2、16.76GPa、925.00MPa。