氮化硅陶瓷（Si₃N₄）具有优良的力学性能和导热性能,常用于绝缘栅双极型晶体管（IGBT）等大功率半导体器件。目前,关于氮化硅作为散热陶瓷基板的应用,主要采用高温烧结、长时间保温的工艺以获得较高的热导率。但此种方法的缺点也较为明显,例如:氮化硅的力学性能较差、制备成本较高。选用高效的烧结助剂能降低生产成本,并可制备出高强韧高热导的氮化硅陶瓷。本文通过添加不同种类的复合稀土添加剂和氮化硅镁（MgSiN₂）非氧化物添加剂,采用热压烧结,在1800℃,短时间保温条件下制备氮化硅陶瓷,系统研究添加剂种类和含量对氮化硅陶瓷成分、显微结构、导热性能、力学性能以及介电性能等的影响;同时,研究第二相结晶对氮化硅热导率的影响。论文首先以α-Si₃N₄为原始粉料,MgO-Y₂O₃-Re₂O₃为烧结添加剂,采用热压烧结法制备氮化硅陶瓷。研究表明:添加MgO-Y₂O₃-Re₂O₃（Re=Er、Sm、Dy、La、Y、Yb）的样品中,长柱状β-Si₃N₄晶均匀地镶嵌在较小的基体晶粒中,起自增强增韧作用,试样抗弯强度均超过920 MPa,断裂韧性均大于6.93 MPa?m^1/2。三元添加剂（MgO-Y₂O₃-Re₂O₃）中Re³⁺半径的改变,对Si₃N₄陶瓷显微结构、抗弯强度及断裂韧性未产生规律的影响,但其热导率随添加剂Re³⁺半径减小而增大;MgO-Y₂O₃-Yb₂O₃的热导率达到了55.23 W/（m.K）,MgO-Y₂O₃-Y₂O₃的热导率达到了53.22 W/（m.K）。其次,探究了MgSiN₂添加剂对Si₃N₄陶瓷显微结构、热导率和机械性能的影响规律。发现,MgSiN₂添加剂有利于形成长柱状Si₃N₄晶粒和三叉晶界,可显著提高Si₃N₄的热导率。当添加量为8 wt%时,热压烧结（1800℃、3 h）制备的Si₃N₄陶瓷综合性能最佳,分别为:热导率:64.37 W/m.k,抗弯强度:840 MPa,断裂韧性:6.96 MPa.m^1/2;此外,延长保温时间至6 h,发现Si₃N₄陶瓷热导率得到改善,并在存在明显各向异性,分别为:垂直压力方向79.20 W/（m.K）,平行压力方向66 W/（m.K）。采用MgSiN₂-Y₂O₃作为添加剂,当添加量为6 wt%时,Si₃N₄陶瓷的热导率和抗弯强度最佳,分别为:58.02W/（m.K）,878 MPa。最后,本论文通过烧结后低温热处理和改变冷却速率的方法,探究了第二相对Si₃N₄陶瓷热导率的影响。发现烧结后低温热处理（1350℃、10 h）,可改善玻璃相结晶程度,但一定结晶度的玻璃相无法有效提升Si₃N₄的热导率。此外,分别利用MgSiN₂-Y₂O₃和MgO-Y₂O₃作为烧结添加剂制备Si₃N₄陶瓷,发现第二相的形成不仅受冷却速率的影响,还与烧结添加剂种类有关;MgO-Y₂O₃作为添加剂制备的Si₃N₄陶瓷在慢速冷却条件下试样的热导率比自然冷却高16.7%。