氮化硅陶瓷以其优异的力学性能和介电性能成为一种极具发展潜力的无机材料,以传统稀土氧化物为烧结助剂的氮化硅陶瓷所需烧结温度偏高,探索氮化硅陶瓷的低温烧结及微观结构调控技术成为重要的发展方向。本文以不同稀土氟化物为助烧剂,在低温（1550°C）下采用无压烧结工艺制备氮化硅陶瓷,探究烧结助剂种类、含量对氮化硅陶瓷微观结构、力学性能以及介电性能的影响。探究了不同种类稀土氟化物Re F3（Re=La、Gd、Dy、Tm、Yb）烧结助剂对氮化硅陶瓷的微观结构及力学性能的影响。结果表明:添加Gd F3、Dy F3、Tm F3、YbF3时,随着稀土元素阳离子半径的减小,α-β相转化率增大。这是由于稀土原子可以吸附在氮化硅晶体上,相变反应活化能减小。添加YbF3时,α-β相转化率可以达到100%,氮化硅陶瓷具有较好的抗弯强度和断裂韧性。为优化YbF3体系,探究了YbF3-Yb2O3二元烧结助剂对氮化硅的微观结构及性能的影响。结果表明:在Yb2O3-YbF3体系中,YbF3含量的增加可明显升α-β相转化率,并获得长径比大于8的棒状晶微观结构。当烧结助剂组成为5 wt%YbF3,2.5 wt%Yb2O3时,α-β相转化率为77%,长径比为8.36,抗弯强度为269 MPa。为获得更高转化率、更高长径比的氮化硅陶瓷,探究了YbF3-Mg F2二元烧结助剂对氮化硅的微观结构及其力学性能的影响。研究发现,所有样品的α-β相变率均接近100%。Mg F2能够显著促进β氮化硅沿c轴方向生长,当Mg F2含量由2.5wt%增加到7.5 wt%时,样品长径比由8.60高到11.11。相比YbF3体系,YbF3-Mg F2体系的力学性能显著高,当烧结助剂组成为7.5 wt%YbF3,2.5wt%Mg F2时,抗弯强度达到298 MPa,气孔率达到37%,相比于含10 wt%YbF3的样品分别增大了约49%和15%,此时样品达到最小结构因子3.23。探究了YbF3-TiO2-CaO体系对氮化硅介电性能的影响,当TiO2-CaO的含量从9 wt%增加到12 wt%时,样品在1 MHz频率下,25-500°C介电常数温度变化率从5.2%降低到2.5%,氮化硅的介电稳定性有所改善。当TiO2-CaO含量为11 wt%时,25-500°C介电常数温度变化率为2.7%,样品的室温介电常数为9.8,介电损耗为4×10-4。