氮化铝陶瓷具有良好的导热性,电绝缘性且介电常数低,热膨胀系数与硅匹配,是电子封装材料和面向半导体加工制造设备的陶瓷加热器材料的理想选择。凝胶注模技术具有无氧阻聚、坯体强度高、适于制备复杂形状部件的优点。本文研究了一种基于亲核加成的非水基凝胶注模成型技术以制备异形氮化铝陶瓷,较系统地研究浆料组成和制备工艺对AlN浆料流变特性和坯体强度的影响,实现了复杂形状AlN陶瓷的制备。对PECVD用一体化AlN陶瓷加热器的表面温度场均匀性进行了仿真设计并制作了简易的AlN陶瓷加热器实物原型。本文以乙醇作为溶剂,采用环氧树脂凝胶体系,使用三羟甲基丙烷三缩水甘油醚（TTE）和四亚乙基五胺（TEPA）分别作为环氧树脂和固化剂,首先对TTE-TEPA的凝胶动力学进行了研究,发现TTE-TEPA在常温下可以反应,随着温度的升高,凝胶时间缩短,结合Arrhenius对凝胶反应的定量分析得到TTE与TEPA的反应活化能为46.81 k J/mol。对AlN悬浮液的分散稳定性的研究发现TTE起到一定的分散稳定作用,分散剂三乙醇胺（TEAM）对含有TTE的AlN悬浮液具有最佳的稳定效果,其最优添加量为加入1.5wt%。TEAM在悬浮液中起到空间位阻作用,又起到静电稳定作用,使AlN的等电位点从p H=7移动至p H=9.5。与此同时TEAM还可以轻微加速环氧树脂TTE的固化反应,并将其反应激活能降为46.09 k J/mol。较系统的研究了树脂TTE含量、分散剂TEAM添加量、固含量、固化剂TEPA用量及搅拌工艺对AlN浆料的流变特性的影响规律。发现AlN浆料总体上呈现剪切变稀的流变行为。浆料粘度随着固含量的增加而增大,59vol%的高固含量浆料粘度为688 m Pa·s,可以顺利完成浇注。随着树脂TTE或分散剂含量或搅拌转速的增加,AlN浆料粘度呈现先降低后上升的变化规律。分散剂TEAM为1wt%、环氧树脂TTE含量15wt%在搅拌转速1000 rpm制备的55vol%AlN浆料粘度仅为251 m Pa?s。研究了AlN浆料组成及干燥、固化工艺对坯体形貌及抗弯强度的影响。发现高乙醇分为下室温干燥可以有效解决生坯凹陷、裂纹的问题。随着环氧树脂TTE或固含量的增加,AlN坯体的强度均呈现先增加后降低的变化,当TTE含量为22 wt%时,室温固化的坯体抗弯强度达到最大值3.2 MPa。固化剂含量在理论值附近时,坯体的强度最优。室温下TTE与TEPA虽可发生交联固化,但反应不完全,形成的三维网络强度不够高。因此固化温度是影响生坯抗弯强度的主要因素。为此本文提出了两段式固化工艺,第一段为室温,发现随第二段固化温度升高,坯体的抗弯强度显著提高。当第二阶段固化温度为130℃时,AlN坯体抗弯强度达35 MPa。利用研制的高固含量低粘度的AlN浆料（55vol%,265 m Pa?s）,结合两段式固化工艺和合理的排胶工艺制备出均匀致密的复杂形状AlN坯体,经1700℃无压烧结所获得的异形AlN陶瓷结构完整、密度为3.27g/cm~3,热导率为144 W/（m?K）。针对氮化铝陶瓷加热器,通过使用Comsol有限元仿真软件进行了电热耦合仿真,较为系统地研究了加热丝形状对陶瓷圆盘加热器表面温度场均匀性的影响。研究发现圆环形和将圆环形与方波形结合起来的带弯折的圆环形加热丝可使陶瓷加热器具有最好的温度均匀性及更好的可调性,最终所设计的模型表面温度极差仅4.96℃,加热器表面温度分布均匀,温度均匀度为±0.5%。通过前述的凝胶注模工艺制备的氮化铝陶瓷,结合丝网印刷工艺,制作了简易的氮化铝陶瓷加热器原型,其表面最高温度在280℃左右时,表面温度极差达到10℃左右,温度均匀性±1.8%。