近几年在能源短缺和环境保护的双重压力下,太阳能产业有着良好的发展趋势。但在高速发展的同时,晶体硅切割废料如何处理却是个难题。废料浆中含有约30%-35%的SiC微粉,更重要的是废料浆中一般含有超过9%以上的晶体硅。这些都为直接制成氮化硅结合碳化硅制品提供了条件。同时,氮化硅结合碳化硅复合材料有着广阔的市场前景。因此,我们提出了利用晶体硅切割废料制备氮化硅结合碳化硅材料的构思。本文的研究目的就是要找到一条利用晶体硅切割废料制备氮化硅结合碳化硅材料的工艺路线。本文针对锦州阳光能源有限公司提供的晶体硅切割废料,进行了高温氮化烧结制备氮化硅结合碳化硅复合材料的探索。测定了晶体硅切割废料的物相及主要成分含量,获得了较优坯体制备条件及氮化工艺,并测定较优条件下氮化制品的性能。获得的主要结果有：(1)为防止晶体硅切割废料中残留的聚乙二醇对本实验结果造成影响,在实验前通过加热保温方式除去废料中残留的聚乙二醇。利用XRD、XRF、化学定量分析、粒度分析等研究了切割废料的物性,发现切割废料含有硅、碳化硅、铁的氧化物三种物质。其中含硅11.85wt%,碳化硅77.43wt%,切割废料主要以细粒形式分布,粒度主要分布在1.0～23.81μm范围之内,其中范围在1.0～4.8μm的颗粒占据总体积的50%,1.0～23.8μm占据总体积的90%。(2)考察了粘结剂种类、含量、制坯压力、保压时间对坯体密度的影响,通过对乙醇、甘油、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素四种粘结剂的粘结效果进行实验对比,得到较佳坯体压制条件为使用羟丙基甲基纤维素作为实验用粘结剂,含量1wt%,制坯压力25MPa,保压时间3min,此条件下获得的坯体密度为1.868g.cm-3。(3)研究了最终氮化温度、氮化时间、坯体密度、坯体厚度、硅含量对试样密度、气孔率、抗折强度和抗压强度的影响,探索出较优的氮化条件。当最终氮化温度从1260℃升至1380℃时,抗压抗折强度、密度均随温度升高而增大,气孔率随温度升高而减小。当温度高于1380℃时密度气孔率曲线趋于平缓,但其抗压抗折强度却随温度升高而降低,在1380℃时制品性能达到最佳。随着氮化时间增长,制品抗压抗折强度均先增加后降低,在氮化时间3h时达到最大值。在氮化3h前,随着氮化时间增加,密度呈上升趋势,气孔率呈下降趋势,当氮化保温时间超过3h后,密度与气孔率曲线趋于平缓。氮化后样品密度、抗折强度与抗压强度随着生坯密度增加逐渐增大,气孔率随着生坯密度增加逐渐减小。厚度对抗折强度、抗压强度影响较小,但是当厚度超过一定值时会使制品的密度降低,气孔率增大。坯体厚度在8～12mm时,氮化后制品性能比较好。当制品中Si含量15%时,氮化后制品性能最佳。硅含量过高时会造成氮气通道堵塞,阻碍N2向硅颗粒内部扩散,从而影响氮化率,导致试样各项性能降低。通过实验得出最优氮化条件为：最终氮化温度1380℃,最终氮化温度保温时间3h,压制压力25MPa,坯体厚度8-12mm,Si含量15%。经测试得出该氮化条件下得到氮化硅结合碳化硅材料的密度为2.413g.cm-3,气孔率为15.7%,抗折强度为25MPa,抗压强度为175.3MPa。通过这些研究表明利用晶体硅切割废料制备氮化硅结合碳化硅材料的工艺是可行的,在后续的实验中可以考虑ZrSiO4、Al2O3等添加剂对碳化硅制品性能的影响。改善压制坯体时的压力、使氮化处在真空状态下等方法使制品性能得到进一步提高。