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Y4Si2O7N2是Si3N4-SiO2-Y2O3系统中五种四元氧氮化物中的一种。之前的研究大多局限于它的晶体结构、电子结构以及键合性质等。直到最近，针对Y4Si2O7N2的系统研究表明其具有中等的强度、较低的热导率以及较高的熔点，这使它成为一种潜在的高温结构材料。然而，Y4Si2O7N2较高的硬度和和脆性使得它的可加工性和抗热震性能较差，这在很大程度上限制了其在高温领域的应用。而六方氮化硼(h-BN)具有一系列良好的特性，如高的化学惰性、低的模量和硬度等，因此它常被作为第二相用来提高陶瓷基复合材料(CMC)的可加工性和抗热震性能等。本论文试图通过在Y4Si2O7N2中加入h-BN第二相，制备Y4Si2O7N2-BN复合材料来改善前者的性能。具体工作主要围绕以下几个方面展开：
采用热压烧结的方法，成功制备了致密度较高、纯净没有杂质相的Y4Si2O7N2-BN复合材料。复合材料第二相分布比较均匀，Y4Si2O7N2基体晶粒和在1600℃烧结得到的Y4Si2O7N2相比，粒径分布更为均匀、晶粒更加细小。
系统研究了复合材料的力学性质，发现BN的加入明显改善了基体材料的力学性质。较软的第二相BN的加入降低了材料的硬度和弹性模量。而复合材料的高温杨氏模量却因为BN而得以稳定保持到800℃左右。同时，BN的加入较大幅度提高了基体材料的强度和韧性。硬度的降低和韧性的提高使得Y4Si2OTN2-20～40vol.％BN复合材料可以使用WC硬质合金刀具进行加工。
BN的加入降低了复合材料的热膨胀系数，但使其热导率略有升高。这有助于材料抗热震性能的提高。热震实验表明，含30 vol.％的Y4Si2O7N2-BN复合材料的临界热震温差达到850～900 K。
利用断裂理论和热导率相关公式分析了复合材料组织和性能的关系。设计了原位合成该复合材料的方法，以便在成分不变的基础上进一步优化该复合材料的相关性能。实现了一步原位合成的方法来制备Y4Si2O7N2-BN复合材料。该原位合成Y4Si2O7N2-BN复合材料具有较高的致密度。并且其微观结构和传统方法合成的复合材料有一定差别，体现为基体得以保持连续而第二相分布更加弥散均匀。这导致原位合成复合材料具有更高的的弹性模量和硬度。同时，由于BN第二相颗粒尺寸更加细小，使得BN第二相团聚现象得到明显缓解，原位合成复合材料的弯曲强度和断裂韧性得到进一步提高，而热导率进一步降低。