熔融石英陶瓷具有优异的物理化学性能,被广泛应用于各种结构材料和功能材料领域,但由于熔融石英陶瓷在烧结过程中容易析晶引起坯体强度不高,无法满足不同领域对石英陶瓷性能的要求,改善石英陶瓷的机械强度,满足不同领域对石英陶瓷的性能的要求具有重要意义。注凝成型是石英陶瓷常用的成型方法之一,具有成型坯体强度较高,加工后的样品烧结收缩小,操作简单,应用前景广阔等特点。本文采用注凝成型的方法制备石英陶瓷生坯和复合生坯,为后期的实验提供实验条件。为改善石英陶瓷因析晶、有机物的烧失以及烧结温度不高引起的强度不高,性能低的现象,本文采用了氮气高温烧结和通过碳热还原氮化反应原位引入氮元素的方法来改善石英陶瓷的性能。研究表明采用1450℃的氮气烧结能够使熔融石英陶瓷的体积密度达到2.09g/cm³,抗压强度能达到61MPa。此外采用注凝成型制备的纯石英生坯,在不脱脂的情况下,能在高温氮气中发生碳化,将石英生坯直接在氮气中进行碳热还原氮化。通过对纯石英生坯在1400-1500℃进行高温氮化,对氮化后的样品进行表征,结果表明纯石英生坯在不同温度氮化后的样品内有少量的纤维状物质产生,氮化效果不明显。采用低毒凝胶体系制备了Si含量为5%的Si/Si O₂复合生坯,并将其在高温氮气中烧结,在熔融石英陶瓷基体原位合成了Si₂N₂O。研究了原位合成Si₂N₂O对熔融石英陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明,Si/Si O₂复合生坯可在1450℃的氮气中原位合成针状、纤维状的Si₂N₂O。原位合成Si₂N₂O可以改善石英陶瓷的力学性能和微观结构。当Si/Si O₂复合生坯在氮气中1450℃烧结120min,石英陶瓷的体积密度可达2.36 g/cm³,弯曲强度可达114.37 MPa。