氮化硅（Si₃N₄）陶瓷因具有优异的力学性能,良好的热导率和耐热冲击性,逐渐成为宽禁带大功率半导体器件首选的基板材料。由于高纯Si₃N₄粉体成本较高,为降低成本,硅（Si）粉流延制备Si₃N₄陶瓷基板的方法成为近年研究的热点。然而,Si粉在氮化过程中出现的“熔硅”现象将导致大尺寸薄片基板的变形与开裂,从而降低Si₃N₄基板的性能与良品率。因此,结合Si粉与Si₃N₄粉（作为氮化稀释剂）,利用Si粉原位氮化,有望成为从成本和性能上改善现有Si₃N₄基板制备方法的有效途径。基于此,本文研究原料粉中Si:Si₃N₄的配比及烧结助剂的含量对Si₃N₄陶瓷及基板的致密度、显微结构和力学性能的影响规律,以获得高性能Si₃N₄陶瓷及基板的制备方法。首先,在Si₃N₄粉中添加0 mol%至100 mol%的Si粉,以Zr O₂+Gd₂O₃+Mg O为烧结添加剂（其中Zr O₂为氮化催化剂）,经混合、干燥、干压成型后进行氮化及烧结,研究Si粉含量对Si₃N₄陶瓷性能的影响。结果表明,经反应结合重烧结后,Si粉全部转化为Si₃N₄,α-Si₃N₄全部转化为β-Si₃N₄相;除添加100 mol%Si粉的样品外,随Si含量的增加,Si₃N₄陶瓷的密度从3.39 g/cm³下降到2.92 g/cm³,但热扩散系数变化较小。当原料中Si粉的含量为25 mol%时,Si₃N₄陶瓷的性能最佳,四点抗弯强度为924±54 MPa,断裂韧性为10.3±1.2 MPa·m^1/2,热导率为60W·m^-1·K^-1。除Si粉含量以外,烧结助剂的含量对Si₃N₄陶瓷的性能也有重要影响。因此,基于25 mol%Si粉配比,研究6 wt%、8 wt%、10 wt%和12 wt%的烧结助剂含量对Si₃N₄块体性能的影响。结果表明,当烧结助剂含量不超过10 wt%时,Si₃N₄陶瓷的密度与β-Si₃N₄晶粒的长径比随烧结助剂含量的增加而变大,四点抗弯强度与热导率也逐渐增大。然而,当烧结助剂含量从10 wt%增加到12 wt%时,Si₃N₄陶瓷的致密度、四点抗弯强度及热导率降低,β-Si₃N₄晶粒的直径变大、长径比变小。添加10 wt%烧结助剂所制备的Si₃N₄块体的四点抗弯强度为949±78 MPa,断裂韧性为10.8±0.7 MPa·m^1/2,热导率为61 W·m^-1·K^-1。最后,采用流延成型方法,研究烧结助剂的含量对Si₃N₄基板性能的影响。结果表明,与Si₃N₄块体类似,当烧结助剂含量从8 wt%增加到12 wt%时,Si₃N₄基板的密度、四点抗弯强度及热导率均先增加后减小,并在烧结助剂含量为10 wt%时获得性能最佳的Si₃N₄基板,其等双轴弯曲强度和热导率分别为453±46 MPa和55W·m^-1·K^-1。本研究基于Si粉原位氮化并结合Si₃N₄粉,成功制备出Si₃N₄陶瓷及基板。因此,利用Si粉结合Si₃N₄粉反应烧结Si₃N₄,可以在保证其性能的前提下,降低Si₃N₄陶瓷的成本,进而获得颇具前景的Si₃N₄基板制备方法。