氮化硅與其他納米材料相比具有高強(qiáng)度、耐高溫、抗氧化、帶隙寬等諸多優(yōu)良性能，因獨(dú)特的微觀形貌而具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此被廣泛用作寬帶隙半導(dǎo)體材料，并已成為常溫和高溫下納米器件的替代材料。

制備方法

1、模板法

該方法以規(guī)則的納米線、納米孔、納米管等規(guī)則結(jié)構(gòu)為模板，通過填充、覆蓋或替代反應(yīng)等方式在模板中沉積各種陣列納米結(jié)構(gòu)，從而得到相應(yīng)的一維納米材料。有研究者利用規(guī)則的碳納米管作為限制模板，制備出了氮化硅納米線結(jié)構(gòu)。

2、熱蒸發(fā)法

蒸發(fā)加熱材料中的催化劑以形成液態(tài)，液相在加熱過程中吸收周圍的原材料氣體，當(dāng)達(dá)到過飽和狀態(tài)時(shí)會(huì)有相應(yīng)的晶體析出生長成為納米線。有研究者將二氧化硅、石墨和催化劑加熱到1200-1400°Ｃ時(shí)分別制備出了β-氮化硅和α-氮化硅晶須。α相晶須結(jié)構(gòu)表面粗糙，晶體內(nèi)部含有大量的缺陷結(jié)構(gòu)，而β相晶須結(jié)構(gòu)表面較光滑，晶體結(jié)晶較為完善。

3、前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法

前驅(qū)體轉(zhuǎn)化法是較為成熟的制備氮化硅纖維的方法，其先制備出聚硅氮烷、聚硅碳烷、全氫聚硅氮烷等前驅(qū)體，再將前驅(qū)體熔融紡絲后經(jīng)高溫氮化獲得連續(xù)的氮化硅纖維。該方法制備的氮化硅纖維成本較高，限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

4、化學(xué)氣相沉積

化學(xué)氣相沉積是用高溫加熱材料使其生成另外的物質(zhì)，然后沉積在襯底上。有研究者以硅粉為原料，將石墨在硝酸鎳溶液中浸泡后作為基底，在氮?dú)鈼l件下加熱到1450°Ｃ處理3小時(shí)，降到室溫后可在基板上得到大量的氮化硅納米帶，在沒有催化劑的基板上可以得到氮化硅納米線結(jié)構(gòu)。

5、熱處理干凝膠法

熱處理干凝膠法先制備出二氧化硅的干凝膠作為基體，向其中加入金屬類催化劑，用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體時(shí)可制備出氮化硅納米線。有研究者使用金屬類納米顆粒作催化劑，在硅襯底上和氨氣條件下直接氮化制備得到氮化硅納米線。因?yàn)榻饘兕惣{米顆粒的加入，高溫下容易發(fā)生熔融變成液相，從而更容易形成氮化硅晶型。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、半導(dǎo)體納米器件

氮化硅纖維因形貌的特殊性具有和其他半導(dǎo)體材料不同的性質(zhì)，如熔點(diǎn)較低、熱導(dǎo)率較低等，這些優(yōu)越的性質(zhì)使其在半導(dǎo)體納米器件以及復(fù)合材料等領(lǐng)域都有較好的應(yīng)用。

2、保溫隔熱領(lǐng)材料

氮化硅纖維材料兼具氮化硅陶瓷和纖維材料的特點(diǎn)，不僅具有優(yōu)良的抗侵蝕性、抗熱震性和透波性，且具有較低的熱導(dǎo)率，在鋁電解槽、微波燒結(jié)爐等某些特殊裝備的保溫隔熱領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

3、高性能陶瓷基復(fù)合材料

氮化硅纖維具有類似于碳化硅纖維的力學(xué)性能，耐化學(xué)腐蝕和耐高溫性能好，是高性能陶瓷基復(fù)合材料的增強(qiáng)纖維之一。該材料是未來航天航空、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等耐高溫部件最有希望的候選材料，有著廣泛的應(yīng)用前景。

隨著氮化硅纖維研究的不斷開展，越來越多的優(yōu)越性能被發(fā)現(xiàn)，有研究者根據(jù)氮化物納米線的形成原理，完成了在較寬頻率下的納米線發(fā)射激光的研究。