随着经济和社会的发展，人们对能源的需求不断增加，而煤、石油、天然气等不可再生能源日趋匮乏，能源短缺已经成为制约人类发展的瓶颈。太阳能作为一种环境友好、“可再生”能源而受到众多科学家的青睐，太阳能热发电是太阳能热利用的重要方式，该技术将有望取代化石能源，带来能源革命。本文依托国家973项目，针对塔式太阳能热发电中吸热材料存在的强度较低、抗热震性能、抗氧化性能较差等问题，本文开展了创新性的研究。　　 本文以Si3N4为主要原料，采用埋烧的方法，设计了Si3N4-Si2N2O复相陶瓷、Si3N4-塞隆复相陶瓷;以Y2O3和MnO2作添加剂，对合成的Si3N4-塞隆复相陶瓷进行了掺杂改性，制备了波纹陶瓷。测试了烧成后样品的物理性能（吸水率、气孔率、体积密度、烧成收缩、抗折强度等），并着重分析了影响样品抗折强度、抗热震、抗氧化等性能的因素，采用XRD、SEM、EPMA等测试技术表征了样品的物相组成和微观形貌;探讨了配方组成和烧成制度对样品微观结构和性能的影响，研究了提高样品强度、抗氧化性能和抗热震性能的机理。　　 以Si3N4、桂广滑石、MgCO3（上海泗联化工有限公司）、MgO（北京化工厂）、工业-Al2O3、α-Al2O3、苏州土为原料，设计了A系列配方，原位合成了镁铝尖晶石样品，采用现代测试技术表征了烧成样品的微结构及性能，获得了合成镁铝尖晶石的较优配方（桂广滑石9.82wt％，MgO30.85wt％，工业-Al2O349.33wt％，苏州土10.00wt％）。在合成镁铝尖晶石的较优配方的基础上添加Si3N4，设计并制备了B系列配方样品，样品性能和微观结构测试表明，Si3N4的最佳添加量为85％的B2配方（Si3N485wt％、桂广滑石1.47wt％、MgO4.63wt％、工业-Al2O37.40wt％、苏州土1.5wt％）经1540℃烧结的样品性能最佳，圆片样品直径方向上的烧成收缩为9.28％，厚度方向烧成收缩为8.33％，样品的吸水率为10.54％，气孔率为23.59％，体积密度为2.24g·cm-3，抗折强度为183.11MPa，热膨胀系数为4.686×10-6℃-1，30次热震后强度损失率为51.23％，100h氧化增重为32.1424mg.cm-2。　　 为了提高B系列材料的强度、抗热震性能以及抗氧化性能，在最佳配方B2（Si3N485％，桂广滑石1.47％，MgO4.63％,工业-Al2O37.40％，苏州土1.5％）的基础上，以桂广滑石1.47％，MgO4.63％，γ-Al2O37.40％，苏州土1.5％总计占15％，依据分子式为Si6-zAlzOzN8-z的β-Sialon，取z=0，1，2，3，4，引入不同组分的铝源如γ-Al2O3，工业氢氧化铝为铝源，煅烧铝矾土（新密铝矾土）合成Sialon，分别设计C系列、D系列、E系列配方，对烧成后的样品进行了结构和性能研究，结果表明，以煅烧铝矾土为铝源的E系列样品的性能较优，E系列中E4样品（Si3N443.96wt％、桂广滑石1.47wt％、MgO4.63wt％、工业-Al2O37.40wt％、苏州土1.5wt％、煅烧铝矾土41.04wt％）合成的Sialon相最多;经1540℃烧结的E3样品（Si3N450.00wt％、桂广滑石1.47wt％、MgO4.63wt％、工业-Al2O37.40wt％、苏州土1.5wt％、煅烧铝矾土35.00wt％）的综合性能较佳，样品的吸水率为0.37％，气孔率为1.01％，体积密度为2.70g·cm3，抗折强度为198.45MPa，热膨胀系数为5.077×10-6℃-1，30次热震后强度损失率为2.80％，100h氧化增重为1.7500mg.cm-2，35.2℃时的导热系数为7.66W/m.K，比热容为0.69kJ/kg.K，热扩散系数为0.04cm2/sec。　　 为了进一步提高Si3N4-塞隆复相吸热陶瓷材料的强度、抗热震性能以及抗氧化性能，本章在E3配方和E4配方的基础上，以Y2O3和MnO2改性剂，设计了F系列、G系列、H系列、I系列以及J系列样品配方组成，在1440℃、1460℃、1480℃，1500℃，1520℃、1540℃等温度下烧结制备了样品，并对样品的结构和性能进行了研究，结果表明，Y2O3和MnO2可显著降低样品的烧成温度，提高样品强度;经1460℃烧结的F3样品的物理性能最优，吸水率为0.11％，气孔率为0.33％，体积密度为2.96g·cm-3，强度高达255.08MPa;经1500℃烧结的F1和经1520℃烧结的12的抗热震性能较优，F1热震30次后的强度增加15.94％和12热震30次后的强度损失4.59％;经1500℃烧结的J1的抗氧化性能最强，100h的氧化增重为0.4255mg.cm-2。　　 波纹陶瓷用做吸热材料具有传热系数大、换热面积大等优点。选取了E3、J1配方，制备了波纹陶瓷。