Si₃N₄陶瓷是一种重要的结构功能材料,具有低密度、高强度、高导热等良好的物理性能,在工业领域应用方面有着重要作用,如高端轴承、散热基板、热电偶保护套以及化工反应容器等。但是目前关于Si₃N₄陶瓷的制备仍然有诸多问题需要解决,其中最主要的就是致密化烧结温度高（一般在1700°C以上）、能耗大。这是因为烧结是通过烧结助剂与Si₃N₄表面的氧化膜反应形成低共熔液相,再通过液相传质来实现的,而当前所采用的大部分烧结助剂与Si₃N₄表面SiO₂形成液相的温度比较高。本文选择Mg₂Si作为烧结助剂,其具有较高的反应活性及较低熔点,能够在较低的温度下与Si₃N₄表面的SiO₂反应去除氧化膜,同时能够在较低的温度下形成液相,从而实现了Si3N4的低温液相烧结。本论文主要采用等离子体活化烧结（PAS）,研究了烧结压力、保温时间以及烧结助剂的种类和含量对于Si3N4陶瓷的结构和性能的影响。研究结果表明:烧结温度低于1400°C,α-Si₃N₄几乎没有相变发生,致密度也较低;在1400°C以上,α-Si₃N₄向β-Si₃N₄才开始明显地进行,提高烧结压力,有助于致密化,缩短致密化时间,但压力过大会抑制相转变。适当延长保温时间也可以提高致密度,但当保温时间超过5 min之后,继续延长保温时间对于致密度影响较小,而晶粒会相应长大。采用单一Mg₂Si作为烧结助剂时,烧结助剂含量在4.0 wt.%到8.0 wt.%,在1450°C¹500°C烧结,样品的致密度均能达到98.0%以上。添加6.0 wt.%Mg₂Si在1450°C下烧结的Si₃N₄陶瓷的抗弯强度达到1050MPa。采用Mg₂Si作为助剂烧结Si₃N₄陶瓷的机理:Mg₂Si通过与SiO₂膜反应,去除氧化膜,从而提高Si₃N₄烧结活性。同时,Mg₂Si可以与反应产物Si在低温下就形成液相,液相与Si₃N₄润湿性好,且Si₃N₄易溶于液相,从而通过液相传质来实现致密化。采用复合烧结助剂时,YF₃的引入对于致密化不利,明显地提高了液相的形成温度,降低了致密化速率,但是可以提高β-Si₃N₄的长径比;采用Mg₂Si+Mg₃N₂作为复合烧结助剂时,可以提高烧结收缩速率,促进相转变。2.0 wt.%Mg₂Si+6.0wt.%Mg₃N₂在1450°C下烧结Si3N4陶瓷的抗弯强度达到1098 MPa。