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太阳能以其资源丰富，辐射量大、安全可靠及无污染等优点，近年来受到各国的青睐并被誉为战略替代能源。多晶硅以其成本低廉、制备工艺简单且转化效率相对较高的优势，成为光伏市场的主要原料。工业提纯采用的方法多为定向凝固法，主要是利用多晶硅原料中的各杂质在硅液中的分凝系数不同来实现杂质的去除。定向凝固过程中所用的容器通常为高纯度、高熔点的石英坩埚。但当温度达到甚至超过硅熔点时，石英坩埚极易与硅反应发生粘连，石英坩埚中的杂质会由连接处渗入硅锭，极少量的杂质(ppm或ppb级)尤其是金属杂质都会对硅锭质量造成极大的影响，因此，选取高耐热系数、化学性能稳定且不会对硅锭质量造成影响的材料来作为坩埚与硅锭之间的隔离层成为工业生产过程中最主要的解决方法。Si3N4作为一种高性能的新兴材料，完全符合隔离层要求。但由于涂层与坩埚结合强度差，在定向凝固过程中普遍存在涂层脱落的现象，继而影响硅锭的质量。本文针对此问题，采用涂层与生坯共烧结的方法，通过在Si3N4浆料中引入纳米SiO2或H3BO3或两者的混合，调整其不同含量，来达到涂层与基底高结合的目的；且分别表征了涂层在预处理及高温气氛处理过程中内部的相变化及结构变化。实验结果表明：(1)有机分散介质PVA水溶液及PVP水溶液对于保持浆料的稳定性及改善Si3N4颗粒的分散性比以水作为分散介质效果要好。选择3wt%PVA水溶液及7wt%PVP水溶液为分散介质、Si3N4含量分别为30wt%和35wt%的浆料为最佳基料。(2)纯Si3N4浆料对于未烧结坯体的渗透效果比对烧结坯体的渗透效果好，预处理后Si3N4颗粒部分被氧化为方石英，再经1500℃、Ar气氛二次处理，涂层内部的方石英非晶化；两次热处理后刷涂于未烧结坯体的涂层结合强度更高；随着纳米SiO2引入量的增加，浆料对于未烧结坯体的渗透速率出现了先增加后减小的趋势；随纳米SiO2含量的增加，预处理后涂层内部方石英的析出量增加；预处理及高温气氛处理后涂层结合强度增大。(3)在纯Si3N4浆料中引入H3BO3，涂层中的H3BO3、Si3N4质量比越大，颗粒连接效果越明显；在Si3N4与H3BO3含量一定的浆料中，添加纳米SiO2，随H3BO3比例的增大涂层结合强度逐渐增加，且涂层内部更加致密。