氮化物基陶瓷高溫透波材料的研究進展

崔雪峰,李建平,李明星,周 杰,李 鑫,成來飛,劉永勝,葉 昉

（西北工業大學 超高溫結構復合材料重點實驗室，西安 710072）

高溫透波材料，又稱熱透波材料，通常指使用溫度1000 K以上，電磁波透過率＞70%的材料，主要用于制備高超聲速飛行器（例如運載火箭、飛船、導彈及返回式衛星等飛行器）的天線罩（窗）等[1-3]。天線罩位于飛行器的機艙鼻部，作用是保護內部雷達天線的正常有效工作，既是飛行器的結構件，也是制導系統的重要組成部分。天線罩應具有合適的氣動外形，多為錐形或半球形[4]，而天線窗一般為平板狀，位于飛行器的側面。天線罩服役環境更為苛刻，在飛行器飛行中既要承受因加速度引起的機械應力和因氣動熱產生的高溫，又要作為傳輸電磁波的通道，保證信號的正常傳輸；同時面臨大氣中雨滴的侵蝕和粒子的碰撞。天線罩在這樣惡劣的環境下保護飛行器通訊、遙測、制導、引爆等系統正常工作，是一種集防熱、透波、承載、耐候等高性能要求為一體的結構/功能部件[5]。

隨著飛行器技術的發展，天線罩正在向耐高溫、寬頻透波以及隱身等方向發展，對天線罩材料的性能要求逐步提高。由于氣動加熱效應，溫度隨速率的平方成比例變化，隨著飛行器速率的增大，處于飛行器氣動力和氣動熱最大最高位置的天線罩需承受的溫度和熱沖擊越來越高（見圖1）。新一代戰術導彈的再入速率可高達幾十個馬赫[8-9]，高溫透波材料的研制水平成為影響導彈技術發展的關鍵因素之一。

圖1 不同速率的飛行器的天線罩工作溫度[2，6-7]Fig.1 Service temperature of radomes in aircrafts withdifferent velocity[2，6-7]

1 高溫透波材料的性能要求

高溫透波材料應具備以下性能：

（1）優良的力學性能。材料應具有較高的比強度、比剛度和韌性，可承受飛行器高速飛行時的各種應力。同時，材料在高溫下仍能維持好的力學性能。

（2）優異的透波性能。材料應具有低的介電常數（ε）和介電損耗（tanδ），以達到“最大傳輸”和“最小反射”的目的。在0.3～300 GHz頻率范圍內，天線罩材料的ε和tanδ應該分別小于4和0.01[4]。同時，材料在高溫下仍具有優異的透波性能。

（3）良好的耐熱性能。材料必須能承受高溫，高馬赫數導彈天線罩耐受溫度高達2000 ℃[6]，材料需具備難熔、抗燒蝕等性能。

（4）良好的抗熱震性能。天線罩在使用過程中，瞬時升溫速率可達100 ℃/s以上[10]，材料須能承受劇烈熱沖擊。材料的抗熱震性能與其熱膨脹系數和導熱系數有很大關系，優良的抗熱震性能要求材料具有較低的熱膨脹系數，以減少熱震應力產生的裂紋。

（5）經得起雨蝕、粒子蝕、輻射等惡劣環境。

（6）原料易得，易于加工或成形，與其他部件連接性好等。

2 氮化物陶瓷基透波材料

圖2是不同透波材料的使用溫度[2，6-7]。隨著導彈等飛行器速率的提升，天線罩材料從聚合物材料發展至陶瓷材料。聚合物基復合材料最高使用溫度為400 ℃，易老化[11]。陶瓷特有的共價鍵和離子鍵結構使其熔點高、高溫力學性能良好、介電性能優異，是高馬赫數飛行器天線罩的首選材料。透波陶瓷材料主要包括氧化物、磷酸鹽和氮化物等。與氧化物和磷酸鹽相比，氮化物具有強度高、熱膨脹系數低和耐熱性好等優勢。近二十年來，天線罩用氮化物材料一直是研究的熱點，氮化物陶瓷及其復合材料是未來透波材料的重要發展方向。

2.1 氮化物陶瓷

具有透波性能的氮化物陶瓷主要有AlN、BN和Si3N4等單相陶瓷[11-13]，Si-B-N、Si-O-N等三元氮化物非晶陶瓷，以及Si-Al-O-N、Si-B-O-N等四元陶瓷。圖3是幾種氮化物陶瓷的介電常數和彎曲強度[4，11-14]，圖中虛線區域為介電常數 ＜4，彎曲強度高于50 MPa的區域。

圖2 不同透波材料的使用溫度[2,6-7]Fig.2 Service temperature of different wave-transparentmaterials[2，6-7]

圖3 氮化物陶瓷的介電常數與彎曲強度[4，11-14]Fig.3 Dielectric constant and flexural strength of nitrideceramics[4，11-14]

2.1.1 AlN陶瓷

AlN陶瓷為六方纖鋅礦晶體結構，具有高強度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、優良的熱傳導性和電絕緣性等特征，基本性質如表1所示。AlN陶瓷的熱膨脹系數與硅相近，在電子工業領域應用前景廣闊。AlN陶瓷介電常數和強度與Al2O3陶瓷相近，熱導率更高，熱膨脹系數更低，但也存在燒結困難、易水解、易氧化和介電常數需進一步降低的問題[15-18]。

表1 AlN陶瓷的性質[15]Table 1 Fundamental properties of AlN ceramic[15]

2.1.2 BN陶瓷

BN陶瓷的性能高度依賴于其化學純度與微結構。BN存在多種形態：h-BN、c-BN、r-BN和w-BN。其中，h-BN俗稱“白石墨”，具有由（BN）3六元環網絡組成的層狀晶體結構，層內（a軸）原子間是強共價鍵結合，層間（c軸）是范德華鍵。h-BN熱穩定性優異（3000 ℃以上溫度分解[19]）、抗熱震性良好、電阻率高（107～109Ω·cm[20]）、介電常數和介電損耗低（4.5和3×10-4[21]）、熱膨脹系數小（3.2×10-6K-1[21]）。但是，BN陶瓷強度整體偏低（96 MPa[22]），抗氧化性差，抗雨蝕性差，含B2O3雜質的BN極易吸潮而使其綜合性能下降。

2.1.3 Si3N4陶瓷

Si3N4有兩種六方晶體結構，α-Si3N4和β-Si3N4，α 相的c軸長度是β 相的兩倍。α 相是低溫穩定相，升溫到大約1400 ℃會不可逆地轉化為β 相。Si3N4陶瓷綜合性能優異，具有高比強、耐高溫、抗熱震、抗氧化、耐化學腐蝕和沖蝕等特性，但其介電常數偏高，現有制備工藝下的Si3N4陶瓷機械加工較為困難[23]。致密Si3N4陶瓷的介電常數為7～9[24]，通過引入孔隙，調節孔隙的數量、尺寸和分布可以調控Si3N4陶瓷的介電性能和力學性能。孔徑尺度在微米及以上時，孔隙率的增加會提高透波性能。致密Si3N4陶瓷的介電常數與密度的關系見圖4，Si3N4陶瓷的介電常數隨著密度的增大而升高。

圖4 致密Si3N4材料的介電常數隨密度的變化[25]Fig.4 Dielectric constant vs density of dense Si3N4[25]

Barta等[25]采用燒結法制備了高密度Si3N4陶瓷，90%Si3N4-5%MgO-5%Al2O3（質量分數）的混合物所制陶瓷的密度和彎曲強度分別為3.16 g·cm-3和500 MPa，介電常數和介電損耗分別為8.5和0.003。

Zou等[11]用凝膠注模和燒結工藝制備的多孔Si3N4陶瓷的綜合性能較為優異，孔隙率為36.4%，彎曲強度、斷裂韌度、介電常數和介電損耗分別為235.1 MPa、2.8 MPa·m1/2、3.68和3.56×10-3。

2.1.4 Si-B-N陶瓷

Si-B-N陶瓷綜合了Si3N4和BN陶瓷的優勢，是近年發展起來的新型透波材料，其力學和介電性能可以通過調節元素含量和相組成進行設計。目前，關于Si-B-N陶瓷的報道主要有聚合物轉化陶瓷（polymer derived ceramics，PDC）工藝制備的Si-B-N陶瓷粉體、纖維以及基體[26-35]和化學氣相沉積（chemical vapor deposition，CVD）工藝制備的Si-BN薄膜[36]。采用PDC工藝制備的Si-B-N陶瓷，1700 ℃仍然保持非晶態[27]。采用CVD工藝制備的Si-B-N薄膜因晶體生長受阻，晶化程度也較低[36]。有關Si-B-N塊體陶瓷力學性能與介電性能的研究鮮見報道。

2.1.5 Si-O-N陶瓷

類似于Si3N4陶瓷，Si-O-N陶瓷具有好的力學性能、耐溫性、抗熱震性、抗氧化性和耐腐蝕性，熱膨脹系數低，是重要的結構與功能陶瓷[37-39]。Si2N2O是Si-O-N體系中的穩定相，與SiO2和Si3N4相比，具有更高的抗氧化性、化學穩定性和抗熱震性[40]。閆玉華等[38]采用碳熱還原氧化法制備了高純超細Si2N2O粉末，經燒結制備出致密的Si2N2O陶瓷，其彎曲強度和斷裂韌度分別為580 MPa和2.52 MPa·m1/2，介電性能鮮見報道。Lin等[41]采用燒結法制備了多孔Si2N2O陶瓷，其介電常數 ＜4.59，介電損耗 ＜0.0049，彎曲強度為161.3～228.4 MPa。

Barta等[25]取Si3N4和SiO2粉通過反應燒結制備Si2N2O泡沫，然后在Si2N2O泡沫表面用等離子沉積制備致密的Si3N4抗滲硬層。圖5為Si2N2O泡沫彎曲強度/介電常數（σ/ε）與介電常數（ε）的關系圖。由圖5可見，當介電常數在4左右時，材料的強度約為方石英的2倍。

圖5 Si2N2O泡沫彎曲強度/介電常數（σ/ε）與介電常數（ε）的關系[25]Fig.5 Flexural strength/ε（σ/ε）vs dielectric constant（ε）of Si2N2O foams[25]

此外，透波氮化物陶瓷還有Si-Al-O-N陶瓷[42]、Si-B-O-N陶瓷等。Si-Al-O-N陶瓷的力學性能良好，彎曲強度可達200 MPa，但介電常數較高。Wu等[43]采用原位反應法制備了Si-B-O-N陶瓷，彎曲強度為126.1 MPa，斷裂韌度為1.97 MPa·m1/2，密度為2.22 g·cm-3，相對密度達99.6%，其介電性能鮮見報道。

2.2 氮化物復相陶瓷

針對單相氮化物陶瓷，可通過調節其孔隙結構改變其介電性能，也可通過引入具有低介電常數的第二相材料進一步改善其性能。低介電常數的陶瓷材料主要有BN和SiO2。將其引入氮化物中形成復相陶瓷，既有利于提高材料透波性能，又有可能保持其力學性能。典型的氮化物復相陶瓷的力學及介電性能見圖6[20，43-51]。

圖6 氮化物復相陶瓷的介電常數與彎曲強度[20，43-50]Fig.6 Dielectric constant and flexural strength of nitride composite ceramics[20，43-50]

2.2.1 BN-SiO2

SiO2陶瓷的強度低，抗雨蝕和燒蝕性能較差，使用溫度低于1000 ℃。BN陶瓷的熱穩定性非常優異，升華溫度高達3000 ℃，但難燒結，高的熱導率導致燒蝕表面溫度過高，高溫介電性能下降。BN與SiO2復合，有望一定程度彌補各材料性能的不足：利用BN改善SiO2的韌性和抗燒蝕性能；利用SiO2調整BN的導熱性，降低材料的燒結難度。研究發現，兩相的含量、成型工藝和燒結工藝都會對復相陶瓷的性能有明顯影響。高溫燒蝕研究中，復相陶瓷在高溫下會形成非晶態的Si-B-O-N[51]，其很可能也具有好的透波性能。

BN-SiO2復相陶瓷的基本性能見表2。Wang等[52]采用聚合物浸漬裂解（PIP）工藝制備了BNSiO2復相陶瓷，非晶相的SiO2細顆粒均勻分散在晶態的BN陶瓷基體中，1300 ℃熱處理后兩者化學相容性良好，陶瓷彎曲強度為61.96～93.31 MPa，介電常數為3.5～3.78，介電損耗在10-3數量級。

2.2.2 BN-Si3N4

Si3N4陶瓷的力學性能和抗氧化性能好，高溫性能優異，即使當工作溫度達到1500 ℃以上，仍能保持較高的強度。但與BN陶瓷相比，其介電常數偏高，熱穩定性較差。BN陶瓷燒結困難，需要采用熱壓或熱等靜壓工藝在高達1800 ℃的溫度下制備。BN陶瓷與Si3N4陶瓷復合，有望一定程度彌補各材料性能的不足：BN的引入可以降低Si3N4陶瓷的介電常數，提高其摩擦性能[44]；Si3N4的引入可以提高BN陶瓷的力學性能和抗雨蝕性能，BNSi3N4復相陶瓷能保持較高的強度。研究發現，兩相的含量、成型工藝和燒結工藝均會對復相陶瓷的性能產生影響。當h-BN含量大于4%（體積分數）時，隨著h-BN含量的增加，BN-Si3N4復相陶瓷的彎曲強度、彈性模量和硬度均有所降低，介電常數和介電損耗不斷減小[44]。升高制備溫度有利于β-Si3N4的生成，BN-Si3N4復相陶瓷的氣孔率隨之降低，相對密度提高，彎曲強度、斷裂韌度、介電常數和介電損耗逐漸增大。

BN-Si3N4復相陶瓷的基本性能見表3。趙玉軍等[54]在燒結溫度為1600 ℃時制備的BN-Si3N4復相陶瓷的相對密度為74.2%，彎曲強度、斷裂韌度、介電常數和介電損耗分別為281.3 MPa、2.74 MPa·m1/2、5.01和0.0102。

2.2.3 SiO2-Si3N4

Si3N4陶瓷與SiO2陶瓷復合，有望一定程度克服各材料的弱勢：利用Si3N4可以提高SiO2陶瓷的強度；利用SiO2可以降低Si3N4陶瓷的介電常數，提高其透波性能。通過調節復相陶瓷的孔隙結構，可以調控其力學性能和介電性能。

表2 BN-SiO2復相陶瓷的性能Table 2 Fundamental properties of BN-SiO2composite ceramics

表3 BN-Si3N4復相陶瓷的性能Table 3 Fundamental properties of BN-Si3N4composite ceramics

SiO2-Si3N4復相陶瓷的基本性能見表4。Cai等[58]采用氧化和溶膠凝膠浸漬-燒結工藝制備了多孔SiO2-Si3N4復相陶瓷，溶膠凝膠浸漬-燒結工藝提高了材料密度，且材料孔徑一致分布均勻。孔隙率為23.9%的多孔SiO2-Si3N4復相陶瓷的密度、彎曲強度、維氏硬度、斷裂韌度分別為2.05 g·cm-3、120 MPa、4.1 GPa、1.4 MPa·m1/2，介電常數和介電損耗分別為3.8和3.11×10-3。

表4 SiO2-Si3N4復相陶瓷的性能Table 4 Fundamental properties of SiO2-Si3N4composite ceramics

2.2.4 Si3N4-BN-SiO2

Si3N4陶瓷的高溫力學性能優良，BN陶瓷的耐高溫性能優良，BN和SiO2陶瓷的介電性能優良，復合三者而成的Si3N4-BN-SiO2復相陶瓷有望兼具良好的透波性能和力學性能。

Si3N4-BN-SiO2復相陶瓷的基本性能見表5。Paquette[59]將Si3N4、BN、SiO2粉體與氧化物燒結助劑混合，在1650～1850 ℃、14～103 MPa下熱等靜壓成型，制得Si3N4-BN-SiO2復相陶瓷整體式天線窗，其密度為2.4～2.9 g·cm-3，介電常數為4.5～7.0，介電損耗 ＜0.01，拉伸強度達138～290 MPa，熱膨脹系數為2.5～4.0×10-6K-1，2350 ℃下的高溫電性能衰減小于3 dB，且抗雨蝕、耐燒蝕性能優異，可在2000 ℃以上使用。

表5 Si3N4-BN-SiO2復相陶瓷的性能Table 5 Fundamental properties of Si3N4-BN-SiO2composite ceramics

此外，透波型氮化物復相陶瓷還有Si2N2OSi3N4、Si2N2O-BN、AlN-BN、AlN-Si3N4-SiO2等。

Morris等[61]將AlN顆粒、亞微米級BN顆粒和氧化劑（如Al2O3、B2O3或SiO2）混合，預成型坯體后在惰性氣氛中熱壓燒結制得AlN-BN復相陶瓷。體積分數為35%BN的AlN-BN復相陶瓷在室溫～1000 ℃范圍內，介電常數保持在7.07～7.80，介電損耗為0.0115～0.0170，室溫彎曲強度為227.53 MPa。

吳潔華[62-63]采用熱壓燒結工藝制備了20AlN-10Si3N4-70SiO2復相陶瓷，其彎曲強度為175 MPa，斷裂韌度為1.65 MPa·m1/2，介電常數為5.6，介電損耗為3.4×10-3。

Lin等[48]采用壓力燒結工藝制備了BN-Si2N2O復相陶瓷，Li2O作添加劑，所制復相陶瓷的介電常數和介電損耗分別低于4.5和0.0056，含體積分數為15%BN的BN-Si2N2O復相陶瓷的彎曲強度為176 MPa，斷裂韌度為2.6 MPa·m1/2，表現出良好的介電性能、力學性能和抗熱震性能。

2.3 氮化物陶瓷基復合材料

單相氮化物陶瓷材料的韌性較低，復相陶瓷的增韌程度有限，人們通過在氮化物陶瓷中引入各種增韌相（顆粒、晶須和纖維等）制備出性能更為優異的氮化物陶瓷基復合材料。其中，纖維增強陶瓷基復合材料在材料斷裂過程中會發生纖維橋連、拔出效應，可最大程度提高陶瓷的韌性和可靠性。圖7是典型的氮化物陶瓷基復合材料的介電常數與彎曲強度[14，21-22，31，44，48，61-74]。

2.3.1 氮化物陶瓷纖維

圖7 氮化物陶瓷基復合材料的介電常數與彎曲強度[14，21-22，31，44，48，61-74]Fig.7 Dielectricconstantandflexural strengthof nitride ceramic matrixcomposites[14，21-22，31，44，48，61-74]

作為增強相，透波復合材料用纖維須具有低的介電常數和介電損耗、優異的力學性能、耐高溫性能和抗氧化、抗燒蝕性能等。目前，高溫透波纖維主要有石英纖維、Al2O3纖維、BN纖維、Si3N4纖維和SiBN纖維等，其基本性能見表6。石英纖維是玻璃態材料，在高于800 ℃因析晶而強度下降[50]，1200 ℃以上會明顯析晶[1]，力學性能大幅下降。Al2O3纖維是多晶陶瓷纖維，具有高強度、耐高溫、抗氧化和抗蠕變等優點，1400 ℃的拉伸強度為1.5 GPa（Nextel 610），最高使用溫度可達1600 ℃[1]，介電常數、熱膨脹系數較高。氮化物陶瓷纖維具有優異的綜合性能，與氮化物陶瓷基體的（熱）物理性能和化學性能匹配性更佳。

2.3.2 BN陶瓷基復合材料

BN陶瓷基復合材料具有較好的透波性能，纖維增強BN陶瓷基復合材料可克服BN陶瓷的強度偏低和韌性較差的缺點。目前，研究報道的BN陶瓷基復合材料的性能見表7。增強體纖維有BN纖維、SiO2纖維、Si3N4纖維和SiNO纖維。

纖維增強BN陶瓷基復合材料的制備工藝有燒結工藝[75]和PIP工藝[76-84]。纖維性能對BN陶瓷基復合材料的力學性能有至關重要的影響。采用BN纖維作為BN陶瓷基復合材料的增強體，由于纖維/基體的模量和熱膨脹匹配性好，因此復合材料殘余熱應力小，裂紋和缺陷少。由表7可知，目前BNf/BN復合材料的最高彎曲強度為57.9 MPa。材料強度不高的原因主要為目前生產的BN纖維強度和模量較低，使復合材料力學性能受限。同樣，采用SiO2纖維制備的SiO2f/BN復合材料的力學性能也亟待提高。國防科大[79-84]研制的SiNOf/BN和Si3N4f/BN復合材料具有優良的力學性能，這可能與纖維的力學性能以及復合材料的制備工藝有關。上述復合材料的彎曲強度均高于100 MPa，同時，介電常數和介電損耗分別低于4和0.01。

2.3.3 Si3N4陶瓷基復合材料

在Si3N4陶瓷基復合材料方面，研究人員通過向Si3N4陶瓷中引入顆粒、晶須和纖維等增強體，實現對Si3N4陶瓷的增強補韌，同時也能對Si3N4陶瓷的介電性能進行調控。目前，報道的Si3N4陶瓷基復合材料的性能如表8所示。

表6 幾種透波陶瓷纖維的性能[1，21-22，39，51，64-69]Table 6 Fundamental properties of wave-transparent ceramic fibers[1，21-22，39，51，64-69]

表7 BN陶瓷基復合材料的性能Table 7 Fundamental properties of BN ceramic matrix composites

表8 Si3N4陶瓷基復合材料的性能Table 8 Fundamental properties of Si3N4ceramic matrix composites

由表8可知，Si3N4陶瓷基復合材料的增強體有BN顆粒、BN晶須、BN纖維和SiO2纖維等，制備工藝有PIP工藝[51，65，88-89]、燒結法[21，70，85-87，90]和化學氣相滲透（chemical vapor infiltration，CVI）工藝[70-71，91-93]。其中，燒結法制備的復合材料具有較高的力學性能，但韌性不足。趙林等[85]采用熱壓燒結工藝制備了BNw/Si3N4復合材料，含10 vol.%BN復合材料的彎曲強度、斷裂韌度、介電常數和介電損耗分別為238 MPa、3.35 MPa·m1/2、3.7和4.7×10-3。這是目前報道中綜合性能較為優異的高溫透波材料。

2.3.4 SiBN陶瓷基復合材料

在Si-B-N陶瓷中引入纖維增強體制得的SiBN陶瓷基復合材料具有良好的力學性能和介電性能。SiBN陶瓷基復合材料的基本性能如表9所示。

李光亞等[22，73]采用PIP工藝制備了Al2O3f、Mullitef、SiO2f、Si3N4f增強SiBN陶瓷基復合材料，以PIP工藝制備的BN為界面相。其中，Mullitef/SiBN復合材料的綜合性能最佳。針對纖維的強韌化效果，在受載后的Al2O3f/SiBN和Mullitef/SiBN復合材料中存在纖維拔出等強韌化機制；在Si3N4f/SiBN和SiO2f/SiBN復合材料中未發現纖維拔出等現象。

此外，還有采用兩種或兩種以上陶瓷材料（如Si3N4-BN、BN-SiO2等）作為基體的透波復合材料。

Place[74]采用浸漬-熱壓燒結工藝制備了三維（3D）BNf/BN-SiO2復合材料，其密度為1.6 g·cm-3，介電常數為3.20～3.24，介電損耗為0.0009～0.001，可在2200 ℃以上使用。范亞明[97]采用溶膠凝膠、料漿浸漬和熱壓燒結工藝制備了二維（2D）SiO2f/SiO2-BN復合材料，其彎曲強度為 56.7 MPa（Z）和49.4 MPa（X-Y），介電性能鮮見報道。

表9 SiBN陶瓷基復合材料的性能Table 9 Fundamental properties of SiBN ceramic matrix composites

3 總結與展望

隨著超聲速飛行器服役能力的不斷提升，高溫透波材料的工作環境日益惡劣，高溫透波材料的強度、韌性、耐熱性、抗沖擊性和透波性能都需要進一步提高。目前，氮化物透波材料主要存在以下問題：（1）大部分強度高的氮化物透波材料的介電常數均大于4，其寬頻透波性能有待進一步提高，高溫透波性能需要深入研究；（2）傳統燒結工藝制備的多孔氮化硅陶瓷雖強度較高，但燒結過程中易產生收縮變形，難以制備成復雜形狀構件；（3）氮化物復相陶瓷多以多孔氮化硅陶瓷為骨架，其孔隙結構對第二相陶瓷材料的引入影響較大，使得這類材料的結構設計空間較小，性能調節范圍有限；（4）作為氮化物陶瓷基復合材料的增強相，氮化物陶瓷纖維尚處研制階段，并未商品化，其性能有待進一步提高。

氮化物陶瓷材料的復合是高溫透波材料的重要發展方向之一。近期，研究人員采用3D打印快速成型技術（3D printing technology，3DP）制備出高孔隙率的陶瓷骨架[98]，結合CVI或PIP工藝，制得結構和性能可調可控的陶瓷材料，這是制備氮化物復相陶瓷的可行途徑。與氮化物單相和復相陶瓷相比，連續纖維增強氮化物陶瓷基復合材料具有更多優勢，PIP工藝是制備氮化物陶瓷基體的有效方法，CVI工藝更值得開展研究，其可制備強度、模量、純度更高的氮化物陶瓷基體，而且制備過程中復合材料不發生體積收縮而產生內應力，這使復合材料介電和力學性能能得到有效提升。