多孔陶瓷研究现状(谷风研究)
多孔陶瓷材料的制备与介电性能研究
多孔陶瓷材料的制备与介电性能研究引言多孔材料是一类广泛应用于多个领域的重要材料。
而其中的多孔陶瓷材料以其独特的特性和广泛的应用受到了研究者们的极大关注。
本文将探讨多孔陶瓷材料的制备方法以及其介电性能的研究现状。
制备方法一种常见的多孔陶瓷材料制备方法是模板法。
这种方法首先将一个特定形状和尺寸的模板浸入浆料中，然后通过烧结等方式，将浆料固化成陶瓷材料，最后再将模板从陶瓷材料中去除，留下孔隙。
这种制备方法可以根据不同需求定制孔隙大小和形状，从而满足不同应用的要求。
另一种制备方法是发泡法。
这种方法将高温稳定、易燃的发泡剂添加到陶瓷粉末中，在高温条件下，发泡剂燃烧释放出气体，形成孔隙，同时固化成陶瓷材料。
这种方法制备的多孔陶瓷材料孔隙分布均匀，具有良好的孔隙连通性。
除了以上两种方法，还有其他多种制备多孔陶瓷材料的方法，例如静电纺丝法、溶胶-凝胶法等，每种方法都有各自的特点和适用范围。
介电性能研究多孔陶瓷材料的介电性能是其重要的物理性能之一。
通过研究介电性能，可以了解材料在电场作用下的响应和行为，以及利用这些特性设计和开发新型器件。
介电性能可以通过介电常数和介电损耗角正切来描述。
介电常数是材料在电场作用下的响应程度，其值越大，说明材料的极化程度越强。
而介电损耗角正切是材料在电场作用下能量损耗的指标，其值越小，说明材料的能量损耗越小。
研究人员通过测量多孔陶瓷材料的介电常数和介电损耗角正切，可以了解材料的介电性能。
举个例子，一些研究表明，氧化锆基多孔陶瓷材料具有较低的介电常数和介电损耗角正切，适合用于微波吸收和电介质应用。
此外，研究人员还可以通过改变多孔陶瓷材料的孔隙结构和孔隙形状，来调控材料的介电性能。
一些研究表明，多孔陶瓷材料的介电性能与孔隙形状和大小密切相关。
通过调控孔隙结构，可以改变材料的介电常数和介电损耗角正切，从而获得特定应用需要的性能。
结论多孔陶瓷材料的制备方法众多，每种方法都有其特点和适用范围。
多孔陶瓷材料在水污染治理中的应用现状
多孔陶瓷材料在水污染治理中的应用现状随着我国经济的快速发展，我国的环境污染问题也越加严重。
据统计，世界十大环境污染城市中，有一半来自于中国。
同时，中国七大河流中有一半遭受了严重的污染，这使得超过四分之一的中国人没有干净的饮水源。
所以，在近几年，我国的环境污染治理得到了充分的重视，人们也采取了各种各样的科技手段进行了污染的治理。
而在水污染治理方面，多孔陶瓷材料的应用效果良好，引起了人们的关注。
基于这种认识，本文对多孔陶瓷材料在水污染治理中的应用现状进行了研究，从而为关注这一话题的人们提供一些参考。
标签：水污染治理多孔陶瓷应用现状0引言在过去的某一阶段，我国政府将工作重点放在我国的工业化建设上。
然而随着我国工业的发展，水污染的问题变得越来越难以忽视。
根据环境部门的监测显示，我国有三分之一的河流已经无法作为鱼类的生存之地，同时，也有四分之一的水源不适合土地的灌溉。
在水污染如此严重的情况下，人类的生活无法得到应有的保障。
而就目前而言，多孔陶瓷材料在水污染方面有着显著的成就，并得到了一定程度的应用。
然而由于其在成本和品种等方面存在着一定的问题，从而造成了多孔陶瓷材料仍然无法得到更为广泛的应用。
1多孔陶瓷材料简述多孔陶瓷材料指的是经高温烧成的体内具有大量气孔结构的陶瓷体，该种陶瓷体内的气孔或者彼此相通，或者彼此闭合，使材料本身具有了一定的孔隙率。
所以，可以根据孔径的大小对多孔陶瓷材料进行分类，同时，也可以根据成孔的方法及孔隙结构的不同进行该材料的分类。
而该材料之所以能被用于进行水污染处理，是因为其具有着一定的材料特性。
首先，不同的多孔陶瓷材料具有不同的气孔率，而高气孔率的材料具有较好的隔热功能和过滤功能。
其次，该种材料的稳定性较好，且强度较高，从而使其能够被应用于工业水污染处理中。
另外，该材料具有一定的渗透性，且不会产生二次污染。
因此，由于多孔陶瓷材料有着诸多优良的特性，所以使其在水污染治理中得到了较为广泛的应用[1]。
多孔陶瓷项目可行性研究报告
多孔陶瓷项目可行性研究报告多孔陶瓷材料是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料!以下是多孔陶瓷项目可行性研究报告，请参考!多孔陶瓷项目可行性研究报告【1】【引言】多孔陶瓷材料是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、经过成型和特殊高温烧结工艺制备的一种具有开孔孔径、高开口气孔率的一种多孔性陶瓷材料、具有耐高温，高压、抗酸、碱和有机介质腐蚀，良好的生物惰性、可控的孔结构及高的开口孔隙率、使用寿命长、产品再生性能好等优点，可以适用于各种介质的精密过滤与分离、高压气体排气消音、气体分布及电解隔膜等。
多孔陶瓷具有良好的吸附能力和活性。
被覆催化剂后，反应流体通过泡沫陶瓷孔道，将大大提高转化效率和反应速率。
由于多孔陶瓷具有比表面积高、热稳定性好、耐磨、不易中毒、低密度等特点，作为汽车尾气催化净化器载体已被广泛使用除了作催化剂载体外，它还可以作为其它功能性载体，例如药剂载体、微晶载体、气体储存等。
【多孔陶瓷项目可行性研究报告目录】第一部分多孔陶瓷项目总论总论作为可行性研究报告的首要部分,要综合叙述研究报告中各部分的主要问题和研究结论,并对项目的可行与否提出最终建议,为可行性研究的审批提供方便。
一、多孔陶瓷项目背景(一)项目名称(二)项目的承办单位(三)承担可行性研究工作的单位情况(四)项目的主管部门(五)项目建设内容、规模、目标(六)项目建设地点二、项目可行性研究主要结论在可行性研究中,对项目的产品销售、原料供应、政策保障、技术方案、资金总额筹措、项目的财务效益和国民经济、社会效益等重大问题,都应得出明确的结论,主要包括：(一)项目产品市场前景(二)项目原料供应问题(三)项目政策保障问题(四)项目资金保障问题(五)项目组织保障问题(六)项目技术保障问题(七)项目人力保障问题(八)项目风险控制问题(九)项目财务效益结论(十)项目社会效益结论(十一)项目可行性综合评价三、主要技术经济指标表在总论部分中,可将研究报告中各部分的主要技术经济指标汇总,列出主要技术经济指标表,使审批和决策者对项目作全貌了解。
多孔陶瓷的研究及应用现状
该法主要适用于无机超滤复 合膜或非对称膜及改性膜孔
径分布的测定研究
孔径分布利用脱附过程。
3 应用情况[5,6,10,11]
多孔陶瓷材料由于其独特的多孔结构而具有热导率低、体积密度小、比表面积高，独特物化性能的表
面结构等优点，加之陶瓷材料本身特有的耐高温、化学稳定性好、强度高等特点，目前已广泛应用于环保、
力计等）
该法最佳测试范围是 0.1-10nm，对于孔径在 30nm 以下的纳米材料，常用气体
吸附法来测定其孔径分布
当易凝蒸气与多孔介质接触，相对
蒸气 渗透法
蒸气压由 0 增加到 1 的过程中，在 介质的表面和孔中依次出现单层吸 附、多层吸附和毛细管冷凝，测定
蒸气渗透法测试装置（气体 瓶、蒸发器、压力表、膜及渗
目前，应用造孔剂成孔法制备多孔氧化铝陶瓷是比较普遍，且制得的多孔陶瓷孔结构好，力学性能相 对来讲也较理想。
在众多造孔剂中，淀粉由于其廉价、无毒、环境友好、易烧蚀等特性，成为使用较为广泛的造孔剂之 一。Živcová Z 等[12]人，利用土豆、小麦、玉米及大米等不同种类的淀粉做造孔剂，制备了多孔氧化铝陶 瓷，并对其热导率进行测试。研究表明，相对热导率与孔隙率满足一定的关系：kr=exp(−1.5ф/(1−ф))， 其中 kr-相对热导率，ф-气孔率。Prabhakaran K 等[13]人，将面粉颗粒作为胶凝剂和造孔剂置于氧化铝浆 料中，将得到的干凝胶经过 1600℃高温烧结，制备出具有 200-800μm 的大孔和小于 20μm 小孔、孔隙率 达到 67–76.7%，压缩强度为 2.01–5.9 MPa 的多孔氧化铝陶瓷。
化工、石油、冶炼、食品、制药、生物医学等多个科学领域。
3.1 绝热材料
多孔陶瓷材料的研究现状及应用
多孔陶瓷材料的研究现状及应用摘要：简单的论述了多孔陶瓷的特性、空隙生成以及制备方法与工艺等。
对多孔陶瓷的应用进行举例说明，展望多孔陶瓷的未来发展。
关键词：特性孔隙形成性能制备1．简介多孔陶瓷具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、良好的隔热性能、耐高温和使用寿命长等优点，是一种新型功能材料。
多孔陶瓷又称为气孔功能陶瓷，是指具有一定尺寸和数量的孔隙结构的新型陶瓷材料。
在材料成形与高温烧结过程中，内部形成大量彼此相通或闭合的气孔。
多孔陶瓷具有均匀分布的微孔或孔洞，孔隙率较高、体积密度小、比表面较大和独特的物理表面特性，对液体和气体介质有选择的透过性、能量吸收或阻尼特性，作为陶瓷材料特有的耐高温、耐腐蚀、高的化学稳定性和尺寸稳定性。
因此多孔陶瓷这一绿色材料可以在气体液体过滤、净化分离、化工催化载体、吸声减震、高级保温材料、生物植入材料、特种墙体材料和传感器材料等多方面得到广泛的应用[1]。
孔隙率作为多孔陶瓷材料的主要技术指标，其对材料性能有较大的影响。
一般来讲，高孔隙率的多孔陶瓷材料具有更好的隔热性能和过滤性能，因而其应用更加广泛。
2．多孔陶瓷的特性以及孔隙形成由于孔隙是影响多孔陶瓷性能及其应用的主要因素，因此在目前多孔陶瓷制备方法比较成熟的基础上，更加注重通过特殊方法控制孔隙的大小、形态，以提高材料性能。
并相应地建立孔形成、长大模型，对孔隙形成的机理进行理论分析。
2.1结构特征与性能2.1.1孔结构特征多孔陶瓷最大的结构特征就是多孔性。
因制造工艺不同多孔陶瓷的孔结构主要有三种类型。
即直通气孔，这类气孔直线贯通，相互之间没有连通或连通较少，如蜂窝陶瓷等用模具挤制形成的气孔；闭气孔，这类气孔互不相通，相互孤立，如发泡法形成而没有破裂贯通的气孔，过分焙烧，产生液相过多，将气孔封闭也形成闭气孔；开气孔，颗粒烧结法、添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法及溶胶-凝胶法制备的多孔陶瓷气孔大多是开气孔，这类气孔相互贯通，且与外界连通，极大多数的开气孔都是弯弯曲曲的。
多孔陶瓷材料的的研究现状及应用
多孔陶瓷材料的的研究现状及应用近年来，多孔陶瓷材料作为一种新型的材料，已经受到了普遍的重视。
多孔陶瓷材料具有加工性好、耐久性强、热膨胀系数小、吸音和隔音性能良好等优点，可用于航空、航天、非金属材料的高温烧结、冶金和电镀、化工设备的催化剂床，以及医学技术、陶瓷艺术等多个领域。
本文就多孔陶瓷材料的研究现状及应用情况进行综述，旨在为多孔陶瓷材料的进一步开发和应用提供参考。
一、多孔陶瓷材料的研究现状1、烧结工艺研究多孔陶瓷材料的制备需要克服以下几个技术难题：首先，多孔陶瓷材料的烧结工艺。
多孔陶瓷材料的烧结技术主要包括萃取法、模压法、粉末技术和复合材料技术等。
其中，萃取法技术能够控制多孔陶瓷材料的结构和性能。
目前，萃取法烧结工艺仍处于萌芽阶段，但已在一定程度上实现了多孔陶瓷材料的高功能性。
2、微观结构和性能研究与传统陶瓷材料相比，多孔陶瓷材料的特殊结构与其特殊的功能有关。
因此，要更好地利用多孔陶瓷材料的性能，必须对材料的微观结构进行研究。
国内外学者已经对多孔陶瓷材料的微观结构与性能关系进行了深入的研究，取得了一定的进展。
二、多孔陶瓷材料的应用1、多孔陶瓷材料在新能源和节能方面的应用在新能源领域，多孔陶瓷材料可用于提高太阳能电池的光伏效率。
多孔陶瓷材料具有较高的热稳定性，可用于太阳能电池表面保护膜，防止太阳能电池表面受损。
此外，多孔陶瓷材料还可用于改善空调能源利用效率，从而节省能源。
2、多孔陶瓷材料在航空航天领域的应用在航空航天领域，多孔陶瓷材料可用于制作热吸收涂层和热隔离层，以有效抵御高温环境的影响，提高发射火箭和高空飞机的安全性能。
此外，多孔陶瓷材料还可作为消声器、过滤器和吸音材料，大大提高航空航天设备的静音和防腐能力。
三、结论多孔陶瓷材料具有许多优异的性能，已经应用于航空航天、能源、石油化工等领域。
它的研究是一个新兴的研究领域，国内外学者已经对多孔陶瓷材料的烧成工艺及其微观结构与性能关系进行了研究，取得了比较理想的结果。
多孔陶瓷研究现状课件
华为水蒸气而除去, 从而获得干燥的制品。
工艺中, 冷冻含有陶瓷粒子的悬浊液, 使水冻
成冰, 在一定冷冻温度下, 使冰晶推动陶瓷粒
子沿着冰晶枝晶区域的方向生长, 形成冰晶
在相同尺度上的微结构, 经干燥后, 使冰晶升
华被去除, 陶瓷粒子依然保持冰晶形态, 获得
可以划分为古代多孔陶瓷制备工艺技术和现
代多孔陶瓷制备工艺技术。
3.1古代多孔陶瓷制备工艺技术
古代多孔陶瓷成形工艺以半固态的塑性
成形为主，很少有浆料成形和干压成形。最
早古代陶瓷成形工艺为纯手工成形的泥条盘
筑成形和捏泥成形，这种成形工艺至今还能
在美术陶瓷制作和偏远地区的日用陶瓷厂见
到。在新石器时期出现了轮制成形工艺，随
影响最为显著。当然，多孔材料的性能在很
大程度上依赖于孔隙形貌、孔隙尺寸及其分
布。多孔材料孔结构的研究迫切需要准确、
简洁的表征技术。现对主要方法经行介绍。
5.1.1 孔隙率
多孔材料的孔隙率是指多孔体中空隙所占体
积与多孔体总体积之比，一般以百分数来表
示。该指标既是多孔材料中最易获得的基本
参量，也是决定多孔材料性能的关键因素。
套中煮沸2.0 h，煮沸后从水中取出试样，用湿布擦掉试样表
面多余水分测试其在空气中的质量m湿，将称量后的试样放
在蒸馏水中称量试样在蒸馏水中的质量m水，最后取出试样
放在烘箱中烘干至恒重，称量试样干重m干。根据公式
P=（m湿-m干）/(m湿-m水)
计算多孔陶瓷试样开气孔率。
5.1.2孔径与孔径分布
多孔材料的孔径指的是多孔体中孔隙的名义
A、古代多孔陶瓷的应用
主要是用作建筑材料和日常生活器具的材料。
多孔陶瓷膜支撑体的研究现状及发展
多孔陶瓷膜支撑体的研究及发展化学与化工学院材料学严李2012021290摘要：本文主要介绍了陶瓷膜支撑体的制备方法和影响支撑体各方面性能的主要因素，指出了现在制备陶瓷膜支撑体存在的问题和以后的研究方向。
关键词：陶瓷膜支撑体；成型方法；粒径；成孔剂；添加剂陶瓷膜的优良性能和广阔的应用前景已引起人们的广泛关注。
陶瓷分离膜是由起分离作用的顶膜和起支撑作用的支撑体所组成。
顶层分离膜的性能不仅取决于涂膜液的质量和涂膜过程的控制，还与支撑体的表面质量以及微观结构参数（孔径大小及其分布、空隙率等）密切相关此外。
支撑体还必须具备一定的机械强度，以满足膜分离器的组装、操作方面的要求。
以及可控的微观结构方面的要求。
另外，复合陶瓷膜的研究还要考虑支撑体的热胀系数与其担载的无机膜相一致，以保证陶瓷膜制备过程中支撑体与膜良好的热匹配性能，防止烧结及使用过程中膜层的脱裂。
1 支撑体的制备方法目前，关于支撑体的制备方法较多，对于不同的构型采用不同的成型方法。
1.1干压（半干压）成型法干压（半干压）成型法就是一种金属粉末和陶瓷粉末的成型方法，就是将干粉坯料填充入金属模腔中，施以压力使其成为致密坯体。
首先，通过加入一定量的表面活性剂，改变粉体表面性质，包括改变颗粒表面吸附性能，改变粉体颗粒形状，从而减少超细粉的团聚效应，使之均匀分布；加入润滑剂减少颗粒之间及颗粒与模具表面的摩擦；加入黏合剂增强粉料的粘结强度。
将粉体进行上述预处理后装入模具，用压机或专用干压成型机以一定压力和压制方式使粉料成为致密坯体。
干压成型的优点是生产效率高，人工少、废品率低，生产周期短，生产的制品密度大、强度高，适合大批量工业化生产；缺点是成型产品的形状有较大限制，模具造价高，坯体强度低，坯体内部致密性不一致，组织结构的均匀性相对较差等。
1.2 注浆成型法是基于多孔石膏模具能够吸收水分的物理特性，将陶瓷粉料配成具有流动性的泥浆，然后注入多孔模具内（主要为石膏模），水分在被模具（石膏）吸入后便形成了具有一定厚度的均匀泥层，脱水干燥过程中同时形成具有一定强度的坯体，此种方式被称为注浆成型。
多孔陶瓷材料的的研究现状及应用
多孔陶瓷材料的的研究现状及应用
多孔陶瓷材料是一种新型的复合材料，在过渡期金属材料和玻璃材料之间，具有金属材料的强度和玻璃材料的热稳定性。
多孔陶瓷材料即固体陶瓷材料中的多孔体，因其具有大量的孔隙而得名，可制备具有高强度、高抗震、高热稳定性等性能。
多孔陶瓷材料具有很好的隔音、隔热、高温抗氧化能力等优点，已被广泛应用于各类工程以及造船、化工、环保、航天军工等行业，并可用于碳化硅的高温载体、石墨基体等。
多孔陶瓷材料的研究也取得了显著进展。
首先，多孔陶瓷材料物理性能多与陶瓷原料、含量、孔隙结构等有关。
其次，基于微纳多孔材料的制备过程，一月物学模拟、量子化学计算、光学谱仪测量等理论分析工具和结构表征技术也得到了发展。
此外，多孔陶瓷材料被应用于声学、热学、光学等领域，以及清洁能源的开发，如储氢材料、燃料电池膜等，这也对其的研究奠定了良好的基础。
总而言之，多孔陶瓷材料的开发研究具有重要的经济意义和社会意义，具有广阔的应用前景。
多孔陶瓷的社会现状和趋势
多孔陶瓷的社会现状和趋势
多孔陶瓷是一种新兴材料，在社会上的应用越来越广泛，其社会现状和趋势如下：
社会现状：
1. 应用领域广泛：多孔陶瓷被广泛应用于环境保护、节能减排、医学领域、建筑材料、过滤和分离等领域。
例如，多孔陶瓷可在污水处理过程中用于水的净化，可在建筑材料中用于隔音和保温等功能。
2. 技术不断创新：多孔陶瓷的制备技术和性能不断创新，例如通过改变孔隙结构和孔径分布，可以调控其过滤和吸附等性能，提高材料的应用效能。
3. 产业发展良好：多孔陶瓷产业链逐渐完善，包括原材料供应、加工制备、产品研发和应用推广等环节，相关企业和机构不断涌现。
趋势：
1. 生态环保：多孔陶瓷具有无毒、可降解和可再利用等特点，符合环保要求，未来将更多应用于环保领域，如水处理、废气处理等。
2. 新能源应用：多孔陶瓷可用于燃料电池、太阳能电池和储能设备等新能源技术中，将带动多孔陶瓷在该领域的应用和发展。
3. 白色家电：多孔陶瓷在家电产品中的应用也有潜力，如在空气净化器、吸尘器等产品中使用，提高产品性能。
4. 智能制造：多孔陶瓷的制备和加工将借助智能制造技术，提高生产效率和产品质量。
5. 合作共赢：多孔陶瓷在不同领域的应用需要多方合作，如企业与科研机构、
产业链上下游企业之间的合作将加强，共同推动多孔陶瓷的应用和发展。
多孔陶瓷隔热材料的研究进展
第43卷第2期2024年2月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.2February,2024多孔陶瓷隔热材料的研究进展王蒙蒙,隋学叶,綦开宇,徐㊀杰,刘瑞祥,周长灵,唐文哲,段晓峰,李占峰(山东工业陶瓷研究设计院有限公司,淄博㊀255000)摘要:多孔陶瓷内部具有大量相通或封闭孔隙,孔径和孔隙的分布及连通性等微观结构特征对材料的物理性能起着重要作用㊂本文介绍了多孔陶瓷隔热材料的优良特性及广泛的应用前景,并总结了近几年多孔陶瓷隔热材料的制备方法及研究进展,提出了多孔陶瓷材料的发展现状及普遍面临的问题,并指出了解决问题的思路,以期为后续开发更多优异性能的多孔陶瓷隔热材料提供参考㊂关键词:多孔陶瓷;制备方法;孔隙结构;隔热性能;发展现状中图分类号:TQ174㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)02-0637-12Research Progress of Porous Ceramic Insulation MaterialWANG Mengmeng ,SUI Xueye ,QI Kaiyu ,XU Jie ,LIU Ruixiang ,ZHOU Changling ,TANG Wenzhe ,DUAN Xiaofeng ,LI Zhanfeng(Shandong Industrial Ceramics Research and Design Institute Co.,Ltd.,Zibo 255000,China)Abstract :Porous ceramics have a large number of interconnected or closed pores.Microstructural characteristics such as pore size,pore distribution and connectivity,play a crucial role in physical properties of material.In this paper,we present the remarkable properties and broad application prospects of porous ceramic insulation materials,including applications in aerospace,construction,industrial energy efficiency,biomedical (for bone defect repair materials ),ceramic electrochemical devices in batteries,catalyst carriers (for exhaust gas purification in gasoline engines),and various other fields such as sound insulation,liquid separation,and sensors.It also summarizes the preparation methods and research progress of porous ceramic thermal insulation materials in recent years.The content mainly covers the selection of raw materials,technological methods,and key material properties.Finally,it outlines the current development status and common challenges faced by porous ceramic materials,along with suggesting strategies for improvement,aiming toprovide references for the development of more high-performance porous ceramic thermal insulation materials in the future.Key words :porous ceramics;preparation method;pore structure;insulation property;development status 收稿日期:2023-08-17;修订日期:2023-09-21作者简介:王蒙蒙(1994 ),女,工程师㊂主要从事气凝胶隔热材料的研究㊂E-mail:1076924497@通信作者:隋学叶,教授级高级工程师㊂E-mail:sxy001@ 0㊀引㊀言陶瓷材料具有硬度大㊁强度高㊁热膨胀系数低㊁抗氧化性能强㊁耐腐蚀性能好等优异性能,在许多高温和高腐蚀性环境中其物理化学稳定性远远优于金属材料或其他聚合物材料㊂其中,多孔陶瓷是使用时间最长的陶瓷材料,最早可追溯到新石器时代[1-2]㊂多孔陶瓷的孔隙率为25%~95%,这赋予了陶瓷质轻㊁隔热㊁吸附性强㊁生物相容性好等优异特性[3-6],因此衍生出更多的应用领域,如航天航空及工业窑炉用高温隔热材料㊁电池中的陶瓷电化学器件㊁汽车尾气催化剂载体㊁水净化㊁气体分离㊁有机液体分离㊁酸碱液体分离㊁金属熔融过滤提纯㊁生物医学骨修复㊁隔音㊁传感器等,具有良好的发展前景[7-11],尤其在隔热领域,多孔陶瓷的应用效果较为突出㊂多孔陶瓷作为隔热材料可以减少两个工件之间的传热,从而有助于减少能量损失和二氧化碳排放,为二氧化碳减排做出突出贡献㊂同时,多孔陶瓷隔热材料支撑着许多高温产业的正常运行,在促638㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷进工业经济发展的同时也为人类提供了更加舒适的生存环境[12-15]㊂为了满足相应领域的使用性能要求,多孔陶瓷的制备工艺主要包括有机泡沫浸渍法㊁直接发泡法㊁造孔剂法㊁牺牲模板法㊁模板复制法㊁凝胶浇注法㊁3D打印技术㊁部分烧结等[16-20]㊂通过改变和优化工艺可定制具有不同使用性能的材料㊂材料的孔隙大小㊁形状㊁分布和连通性等微观结构都对多孔陶瓷材料的使用性能起到关键的作用,选择适当孔径(2~50nm)的介孔材料可以降低材料在高温环境中的导热系数,进而增强材料整体的隔热保温性能[21-22]㊂本文主要针对近几年国内外各学术界对多孔陶瓷的典型制备方法及研究进展进行分析和总结,并对多孔陶瓷隔热材料目前存在的问题进行了总结和分析,为后期多孔陶瓷隔热材料的制备和研究提供参考㊂1㊀多孔陶瓷的制备方法1.1㊀造孔剂法造孔剂法主要是将易挥发的造孔剂与配料混合均匀,然后经高温处理后,造孔剂会发生氧化反应变成气体离开陶瓷基体,并在原来的位置上形成许多孔隙,进而制备出多孔陶瓷㊂造孔剂的数量㊁形状尺寸㊁分散均匀性等均会对陶瓷的孔径㊁孔分布及孔隙率产生直接影响㊂Wang等[23]以α-Al2O3和CaCO3粉为原料,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,采用凝胶浇注法制备了六铝酸钙多孔陶瓷㊂结果表明,多孔陶瓷的孔隙主要由PMMA微球的烧损和有机物的分解形成,适量的微球可以对多孔陶瓷的热冲击稳定性产生良好的影响㊂此方法制备的多孔陶瓷的体积密度为1.33g/cm3,孔隙率为63%,抗弯强度为13.9MPa,热震次数可达9次,导热系数为0.293W/(m㊃K),性能指标可满足耐火材料或高温水泥行业的使用要求,具有很好的发展前景㊂Zhang等[24]以碳化硅和硅粉为原料,选择不同粒径的PMMA作为造孔剂制备多孔陶瓷㊂研究结果显示,当孔隙率从50.97%增加到54.59%时,损耗角正切有所增强㊂Çelik等[25]以α-Al2O3粉末为原料,以炭黑粉末作为造孔剂,采用火花等离子烧结技术制备了多孔氧化铝陶瓷㊂多孔陶瓷的开放孔隙率在38.48%~59.81%,烧结后抗压强度约为150MPa㊂1.2㊀有机泡沫浸渍法、直接发泡法及泡沫凝胶浇注法有机泡沫浸渍法:1963年由Heichel[26]首次提出,以开孔三维网状有机泡沫为模板浸渍于陶瓷浆料中,并反复浸渍使浆料均匀分布,将浸渍完成的有机泡沫从浆料中提拉出后经过烧结过程将有机泡沫分解后得到具有开放孔隙的高孔隙率多孔陶瓷㊂有机泡沫浸渍法制备工艺简单,生产条件可控,且成本低廉,但此方法主要用于生产大孔陶瓷,针对较小孔隙多孔陶瓷的制备会出现浸渍困难或浸渍不均匀等问题,且制备出的多孔陶瓷力学性能相对较差[27]㊂直接发泡法:添加的发泡剂经过各种反应会释放出气体,气体在陶瓷浆料中扩散形成孔隙㊂通过对发泡剂种类和用量的控制可以制备不同形状㊁尺寸的多孔陶瓷㊂直接发泡法适合制备闭孔材料,制得的陶瓷孔隙率为40%~90%,孔径一般大于2mm,且制备出的多孔陶瓷强度相对较高[28]㊂泡沫凝胶浇注法:将直接发泡技术与凝胶浇注技术结合起来制备多孔陶瓷,工艺较为简单,适合大规模生产㊂Han等[29]以工业硅粉为原料,以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为发泡剂,在1423~1523K的温度下,采用 一步法 泡沫-凝胶浇注/氮化法制备了孔隙率约为91%~93%的Si3N4多孔陶瓷,宏观形貌见图1㊂在1523K氮化后,当初始固相载荷为12.5%时,试样的抗压强度最高,达到1.9MPa,密度为0.25g/cm3㊂在1473K下氮化的样品导热系数在323K时低至0.074W/(m㊃K)㊂图1㊀Si3N4多孔陶瓷的宏观形貌[29]Fig.1㊀Macrostructure of Si3N4porous ceramics[29]㊀第2期王蒙蒙等:多孔陶瓷隔热材料的研究进展639 Cao等[30]以二氧化硅石英石粉为主要原料,纳米CaCO3和纳米磷酸铁为矿化剂,NS-I型复合发泡剂为发泡体系,采用简单环保的直接发泡法制备SiO2多孔陶瓷,研究高活性纳米CaCO3和纳米磷酸铁稳定SiO2的晶向转变过程㊂结果表明,纳米CaCO3和纳米磷酸铁的加入可促进具有复杂孔隙结构的多孔陶瓷的形成和致密化,纳米CaCO3作为矿化剂的效果优于纳米磷酸铁㊂Zhang等[31]以ZrB2粉和硅粉为主要原料制备了不同SiO2含量的SiC-ZrB2多孔陶瓷,微观形貌见图2㊂SiC-ZrB2多孔陶瓷的孔隙率高达86.9%㊂在1573K下制备的SiC-ZrB2多孔陶瓷的导热系数为0.280W/(m㊃K),抗压强度为0.52MPa㊂在1473K惰性气体中进行二次热处理后,合金仍能保持原有的几何形状和组织结构㊂图2㊀1573K/3h下制备的SiC-ZrB2多孔陶瓷的微观形貌[31]Fig.2㊀Microstructure of SiC-ZrB2porous ceramics prepared at1573K/3h[31]1.3㊀3D打印技术自20世纪80年代提出3D打印的概念以来,3D打印技术得到了迅速发展㊂3D打印技术可灵活地制备出具有高度复杂结构的多孔陶瓷材料,主要原理是通过计算机数模软件对材料的精度进行设计控制,通过逐层加工制备出理想的材料,常见的3D打印技术有立体光刻打印技术㊁熔融沉积制造技术㊁选择性激光烧结法㊁喷墨打印技术㊁直写打印技术等㊂根据所用原料的形态区别,可以将3D打印技术分为基于浆料的陶瓷3D打印技术㊁基于粉末的陶瓷3D打印技术和基于块状固体的陶瓷3D打印技术[32-35]㊂Hossain等[36]以微晶铝粉和纳米SiO2(废稻壳灰)为原料,通过3D直写打印技术制备出莫来石陶瓷,制备流程及微观形貌见图3㊂结果显示,在1400ħ下,Al2O3和纳米SiO2完全转化为莫来石,其孔隙率为75%,导热系数为0.173W/(m㊃K)㊂Chen等[37]将立体光刻3D打印技术与牺牲模板法相结合,经烧结后成功制备出了平均孔径约为15μm的多孔氧化铝陶瓷,且尺寸收缩微乎其微㊂640㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图3㊀3D直写打印技术制备莫来石陶瓷流程图[36]Fig.3㊀Preparation process diagram of mullite ceramics by3D direct writing printing technique[36]2㊀多孔陶瓷隔热材料研究进展2.1㊀陶瓷气凝胶隔热材料气凝胶的种类较多,包括硅系㊁碳系和金属氧化物气凝胶,二氧化硅气凝胶目前最为常见,在产量方面,二氧化硅气凝胶颇占优势[38]㊂二氧化硅气凝胶由纳米尺度胶体粒子构成,孔隙率一般达到80%以上,因低密度特性和开孔的结构构造而广泛应用在轻质天线设备㊁建筑节能㊁传感器㊁航空航天㊁药物输送㊁生物医学㊁二氧化碳捕获和环境修复等领域[39-41]㊂其中,二氧化硅气凝胶作为隔热材料,耐温性能可达到800ħ㊂二氧化硅气凝胶的制备通常使用溶胶-凝胶法,溶胶-凝胶法的关键步骤是干燥过程,即从湿凝胶网络孔隙中去除液体㊂干燥方法包括超临界干燥㊁常压干燥㊁冷冻干燥等,此过程对材料的孔隙大小及成块性的好坏起到决定性的作用[42],同时,制备二氧化硅气凝胶成本的高低及使用性能的差异与所选择的硅源有着密切的关系㊂常见的几种硅源包括硅酸盐(水玻璃)㊁硅醇盐(正硅酸乙酯㊁正硅酸甲酯等)㊁有机硅源(甲基三甲氧基硅烷㊁3-氨丙基三乙氧基硅烷)等㊂2.1.1㊀以水玻璃为硅源制备的二氧化硅气凝胶水玻璃是一种可溶性碱金属硅酸盐,成本低廉,以此为原料制备的二氧化硅气凝胶的成本也较低㊂1931年,美国加州Stockton太平洋学院的Kistler教授[43]以硅酸钠为硅源㊁盐酸为催化剂,采用超临界干燥工艺制备出了二氧化硅气凝胶,开拓了气凝胶的科研之路㊂但是此方法制备出的二氧化硅气凝胶会引入大量的碱金属氯化物等杂质,使得二氧化硅气凝胶的纯度降低,需要通过大量的溶液置换去除中间的杂质,因此制备周期也会大大延长,并增加了工序的复杂性和产品的不稳定性㊂2.1.2㊀以硅醇盐为硅源制备的二氧化硅气凝胶以正硅酸甲酯或正硅酸乙酯作为硅源可制备出性能良好的二氧化硅气凝胶,其中正硅酸甲酯具有活性好㊁水解速度快等优点,可减少水解过程所耗费的时间㊂Nicolaon等[44]以正硅酸甲酯和甲醇为原料,通过溶胶凝胶法和超临界干燥技术制备出性能较好的二氧化硅气凝胶,制备过程中无需溶液置换过程,因此大幅缩短了气凝胶制备的周期,但是原料成本较高,且在制备过程中会产生大量具有污染性的甲醇,因此大规模生产和商业化发展仍然受限㊂1985年,Tewari等[45]开始使用正硅酸乙酯代替正硅酸甲酯为原料,并利用二氧化碳进行超临界干燥,减少了甲醇污染物的产生㊂同时,干燥过程也发生了改变,降低了气凝胶生产过程中的危险系数,进而促进了气凝胶的发展进程,为气凝胶后续的商业化发展奠定了基础㊂目前最常用的硅醇盐为正硅酸乙酯㊂正硅酸乙酯经过溶胶-凝胶过程,形成初级颗粒并聚集成次级颗粒,最后相互连接形成珍珠项链形态㊂湿凝胶网络经过超临界干燥或者常压干燥制备成二氧化硅气凝胶[29,46],此干燥过程主要是以气体取代湿凝胶中的部分液体形成干凝胶㊂然而传统的二氧化硅气凝胶力学性能㊁柔韧性较差及超临界干燥㊀第2期王蒙蒙等:多孔陶瓷隔热材料的研究进展641工艺生产成本较高,限制了二氧化硅气凝胶的进一步大规模生产㊂Duan等[47]以正硅酸乙酯为硅源,在常压下制备了一种超疏水二氧化硅气凝胶,在制备过程中,通过添加正己烷来调节孔隙结构㊂研究结果表明,当正己烷与正硅酸乙酯的体积比为1ʒ2.24时,样品的导热系数最低为0.012W/(m㊃K),与未添加正己烷的样品相比密度减小,孔径增大,总孔体积增大㊂Zhao等[48]以正硅酸乙酯为硅源,利用酸碱催化法制备隔热超疏水二氧化硅气凝胶粉,得到的二氧化硅气凝胶粉体密度为0.212g/cm3,导热系数为0.053W/(m㊃K),比表面积为769.86m2/g,水接触角为149.0ʎ㊂2.1.3㊀以有机硅为硅源制备的二氧化硅气凝胶以有机硅为硅源制备的二氧化硅气凝胶由于引入了不可水解基团,材料内部次级粒子在一定外力的作用下可以产生更大的弹性空间,使二氧化硅气凝胶的力学性能有明显的提高[49]㊂常见的有机硅源包括甲基三甲氧基硅烷㊁甲基三乙氧基硅烷㊁3-氨丙基三乙氧基硅烷㊁乙烯基三乙氧基硅烷等㊂Li等[46]以甲基三乙氧基硅烷为硅源,采用常压干燥制备出聚甲基硅倍半氧烷气凝胶,其密度低至117mg/cm3,压缩强度为0.205MPa,润湿角为155.6ʎ,且柔韧性较好,宏观及微观形貌等特征见图4㊂此制备过程无需溶液置换,周期大幅缩短㊂Ding等[50]以二甲基二甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷为共同硅源,以十六烷基三甲基溴化铵为化学干燥控制剂在常压干燥下制备出聚甲基硅倍半氧烷基二氧化硅气凝胶,气凝胶的最佳润湿角为165ʎ,孔径约为20μm,并能具有良好的弹性性能,微观形貌见图5㊂642㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图4㊀聚甲基硅倍半氧烷气凝胶表征[46]Fig.4㊀Characterization of polymethylsilsesquioxane aerogel[46]图5㊀聚甲基硅倍半氧烷基二氧化硅气凝胶微观形貌[50]Fig.5㊀Microstructure of polymethylsilylsesquioxide aerogel[50]㊀第2期王蒙蒙等:多孔陶瓷隔热材料的研究进展643 2.2㊀陶瓷纤维基隔热材料陶瓷纤维基隔热材料是一种以纤维为骨架构成的具有连续孔隙结构的轻质耐火材料,具有孔隙率高㊁比表面积大㊁体积密度小㊁热导率低等特点,在隔热领域具有良好的应用前景,如高超声速飞行器用隔热瓦㊂隔热瓦是由石英㊁氧化铝等纤维㊁烧结助剂和粘结剂组成,通过纤维预处理㊁料浆混合㊁湿法抽滤成型㊁干燥烧结等工艺制备得到的具有一定强度的轻质多孔隔热材料[51]㊂2.2.1㊀莫来石纤维莫来石为斜方晶结构,是常压条件下最为稳定的Al2O3-SiO2化合物[52-53]㊂莫来石纤维具有良好的热化学稳定性能㊁机械强度㊁抗蠕变性能,并具有导热系数低㊁热膨胀系数小等优点,因此成为当前隔热陶瓷增强材料领域主要的原料之一[54-55]㊂莫来石纤维隔热瓦是一种由随机堆叠的莫来石纤维和粘结剂及烧结助剂构成的具有三维结构的固体材料,孔隙率一般为81.6%~82.3%,具有质轻㊁密度低㊁抗热震性能好㊁导热系数低等特点,在高温隔热领域越来越受到关注[56-57]㊂He等[58]采用简单的料浆法制备了莫来石纤维隔热瓦,并涂覆了MoSi2-硼硅酸盐玻璃涂层㊂结果表明,在450kW/m2的热流密度下,表面温度迅速达到1043.1ħ,而冷表面仍保持在室温㊂MoSi2基涂层具有高辐射率,有效增强了材料表面的热辐射,且涂层与隔热瓦基体之间具有良好的结合度㊂Cao等[59]采用HPMS-KH570作为树脂基体,莫来石纤维为原料,通过3D打印技术制备了高度复杂的莫来石纤维基多孔陶瓷㊂3D-莫来石纤维基多孔陶瓷呈现出清晰的3D打印晶格结构,此结构由随机交叉的莫来石纤维组成㊂这种独特的具有三维骨架结构的莫来石纤维基多孔陶瓷密度为0.47g/cm3,室温导热系数为0.11W/(m㊃K)㊂㊀2.2.2㊀石英纤维石英纤维由高纯度SiO2(ȡ99.9%)组成,具有化学稳定性高㊁柔韧性好㊁耐高温抗烧蚀性强㊁抗热震性好㊁导热率低㊁介电性能优异等特点,直径一般为3~5μm,因而被广泛应用于制备保温隔热和绝热密封材料,如柔性可重复使用表面隔热材料㊁应变隔离垫㊁柔性热障材料等[60]㊂Zhou等[61]以短切石英纤维为原料,采用压滤法制备了弹性纤维多孔陶瓷,制得的多孔陶瓷密度为0.124~0.181g/cm3,压缩应力为0.096~0.377MPa,孔隙率为91.73%~94.86%,导热系数为0.03W/(m㊃K)㊂弹性纤维多孔陶瓷具有优异的隔热性能,因此在保温领域具有潜在的应用前景㊂Wang等[62]以陶瓷树脂(CR)为表层,酚醛树脂(PR)为内层,制备了石英纤维增强酚醛树脂气凝胶复合材料,致密层的拉伸强度为39.22MPa,弯曲强度可达到57.22MPa㊂在烧蚀试验中,在表面温度超过1100ħ时,背面温度在3min内达到52ħ,在5min内达到127ħ,具有超强的隔热性能㊂2.2.3㊀氧化铝纤维氧化铝纤维主要成分为氧化铝,并含有少量SiO2㊁MgO等,具有良好的耐高温性能㊁热化学稳定性㊁抗蠕变性能㊁抗氧化性能及优异的力学性能和极低的导热系数,在航天航空㊁高温热防护领域具有良好的发展前景[63]㊂当氧化铝纤维直径为微米或纳米级别时,材料性能进一步提升,应用领域也更加广泛,如可用作污染物吸附剂㊁催化剂载体和无机锂电池隔膜等[64]㊂Dang等[65]以Al2O3颗粒和Al2O3纤维为原料,采用单向冷冻铸造法制备了Al2O3纤维增强多孔Al2O3陶瓷㊂结果表明,多孔陶瓷的孔隙率随纤维含量的增加而增加,孔隙形态也发生变化㊂适量Al2O3纤维的加入可以提高料浆的抗压强度,而过量的Al2O3纤维则会降低料浆的抗压强度㊂Dong等[66]采用静电纺丝法制备Al2O3-ZrO2纳米纤维,经过凝胶注模㊁冷冻干燥和高温烧结制备出Al2O3-ZrO2纳米纤维基多孔陶瓷㊂结果表明,Zr的加入提高了Al2O3基纳米纤维的热稳定性㊂Al2O3-ZrO2纳米纤维基多孔陶瓷的孔隙率达到97.79%~98.04%,密度为0.075~0.091g/cm3,导热系数为0.047~ 0.055W/(m㊃K),且吸声性能优异,平均吸声系数为0.598~0.770㊂此方法制备的多孔陶瓷在高温隔热和吸声等领域具有广阔的应用前景㊂2.3㊀陶瓷空心微球基隔热材料陶瓷空心微球是一种制备多孔陶瓷的新材料㊂由于它们的成分与最终的陶瓷基体的成分相同或相似,因此不会污染陶瓷基体或引入其他杂质㊂陶瓷空心微球具有密度低㊁保温性强㊁抗热震性强等特点,其物理644㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷化学性能主要取决于球体大小㊁壳层厚度㊁球壳材料和孔隙率等特性㊂陶瓷空心微球不仅可以在材料中引入孔隙,降低材料的导热系数,还能作为骨架材料进行填充㊁支撑,提高材料的机械性能[67-68],适用于生产结构均匀的高性能多孔陶瓷[69]㊂制备多孔陶瓷的起始材料主要有粉煤灰㊁二氧化硅和氧化铝㊂其中,粉煤灰是燃煤电厂排放的主要固体废弃物,粒径一般在0.5~300μm,一般来说,每消耗4t煤产生约1t粉煤灰[70]㊂Yang等[71]以粉煤灰空心微球和硅酸铝粉为原料,采用蛋白胶凝技术制备了高强度多功能莫来石基多孔陶瓷,其孔隙率为54.69%~70.02%,抗压强度达到32.3~42.9MPa,是同等密度的莫来石基多孔陶瓷的2~5倍,形貌表征如图6所示㊂Cha等[67]采用表面带孔的氧化钇稳定氧化锆微球制备了钇稳定氧化锆多孔陶瓷泡沫,孔隙率达到80.69%,导热系数低至0.10W/(m㊃K),抗压强度为5.7MPa㊂图6㊀高强度多功能莫来石基多孔陶瓷材料形貌表征[71]Fig.6㊀Morphology characterization of high-strength multi-functional mullite-based multi-porous ceramics[71]2.4㊀热障涂层材料高发射率隔热涂层常应用于航空发动机和燃气轮机的金属表面,主要通过在高温环境中阻挡热量来防止热量损失,进而提高内燃机㊁燃气轮机和建筑物的能源效率,对基体材料提供必要的热防护作用[72]㊂高温合金涂层一般由多层涂层构成,外层为低导热热障陶瓷涂层,热障涂层可用于降低合金表面的温度,如250μm陶瓷涂层可使合金表面温度降低约150ħ,从而显著降低燃料消耗,并使涡轮叶片和发动机等其他热截面部件寿命提高数倍[73]㊂技术最成熟的Y2O3稳定ZrO2涂层材料(YSZ)具有化学稳定性良好㊁断裂韧性高㊁热膨胀系数高㊁导热系数较低等优点,50多年来一直被认为是热障材料的最佳候选材料[28,74-75],其中,8%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(8YSZ)是目前使用的主要的热障涂层材料[76]㊂Yang等[76]采用等离子体球化技术制备了具有不同孔隙率的8%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆粉末㊂此方法制备的涂层导热系数为1.318W/(m㊃K),且涂层中存在孔隙结构,可在1200ħ时有效保护高温合金㊂Wang等[77]采用大气等离子喷涂(APS)技术,在不同的喷涂功率下制备了纳米氧化钇稳定氧化锆热障涂层㊂随着喷涂功率的降低,n-YSZ涂层的孔隙率和纳米结构含量均有所提高㊂最低喷涂功率(22kW)涂层的平均结合强度约为29MPa,热循环寿命约为292次,是最高喷涂功率(42kW)涂层的2倍左右,具有良好的抗热震性能㊂3㊀结语与展望近年来,经过科研人员的不懈努力和探索,多孔陶瓷在隔热领域取得了长足的进展㊂不同类型多孔陶瓷㊀第2期王蒙蒙等:多孔陶瓷隔热材料的研究进展645材料的耐温性能不同,因此环境适应性也有所差异㊂根据不同的使用性能需求,可通过工艺设计来调控多孔陶瓷的孔隙率及孔径结构,进而提升材料的力学㊁热学及电学等综合性能㊂但是由于陶瓷基体材料脆性大,在超高温热冲击下,材料的热稳定性也会发生急剧变化,导致多孔陶瓷隔热材料在某些极限领域的应用仍然受到限制㊂因此,在保留多孔陶瓷材料本身所具有的优异性能的同时,增强材料力学性能和热稳定性能是具有重要意义的课题,如柔性材料的制备及元素掺杂增强法等㊂另外,多孔陶瓷隔热材料的导热机理及热力学匹配度仍需要进一步探索研究㊂参考文献[1]㊀WU J T,CHEN H Y,LUO X,et 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多孔陶瓷研究进展
多孔陶瓷研究进展发表时间：2015-01-20T17:16:26.180Z 来源：《防护工程》2014年第10期供稿作者：盛北[导读] 多孔陶瓷做为一种无机非金属材料, 因其优良的特性, 而被广泛应用于众多领域。
盛北321321************ 江苏宿迁 223800[摘要]多孔陶瓷做为一种无机非金属材料, 因其优良的特性, 而被广泛应用于众多领域。
本文综述了多孔陶瓷的概念和特性，介绍了多孔陶瓷形成的机理和多孔陶瓷的应用和发展趋势，以供大家参考。
[关键词]多孔陶瓷的概述形成机理应用进展一、多孔陶瓷的概述多孔陶瓷是利用孔洞结构具有功能的无机非金属材料，且以气相为主，含有较多孔洞的功能陶瓷叫多孔陶瓷，几乎目前研制及生产的所有陶瓷均可以通过适当的工艺制成多孔体。
2、多孔陶瓷的分类：根据成孔方法和孔隙结构，多孔陶瓷可分为三类：①粒状陶瓷；②泡沫陶瓷；③蜂窝陶瓷。
3、多孔陶瓷有何特性？a. 贯穿型孔洞有优良的渗透性能。
高闭孔型孔洞质轻、低热导率，表面积有良好的吸附能力、散热作用和良好化学稳定性，热稳定性强，耐高温、磨损，机械强度高。
b. 开气孔型孔洞有良好的吸声性能，与气体和液体接触面积大。
极低的电导率，耐腐蚀。
c. 根据孔径大小，陶瓷可分为1000 um 到几十微米的粗孔制品、0.2 ~ 20 um 的微孔制品和0.2 um 到几纳米的超微孔制品.二、多孔陶瓷的形成机理：1、利用骨料颗粒的堆积，粘结形成多孔陶瓷。
多孔陶瓷形成过程中，传质过程是不连续的，骨料颗粒间的连接主要有以下两种方式：①依靠添加与其组分相同的微细颗粒，利用其易于烧结的特点，在一定的温度下，将大颗粒连接起来。
②使用一些添加剂，它们在高温下或能生成膨胀系数和化学组分与骨料相匹配的又能与骨料相浸润的液相，或是能与骨料间发生固相反应将骨料颗粒连接，每颗骨料仅在几点上与其他颗粒发生连接，形成大量的三维贯通孔道。
骨料颗粒堆积、粘结而形成的多孔陶瓷。
多孔陶瓷制备技术研究进展
瓷洌。
部 分烧 结 法常 用于 制 备 Ｓ ｉ 多孑 Ｌ 陶瓷 ， 为 了抑
制烧结过程的致密化 ， 通常选用高熔点和高黏度的氧
化物， 如Ｙ ｂ ２ Ｏ 等作为渤 口 剂。 Ｙ ａ ｎ ｇ Ｊ Ｆ 等人以 — Ｓ ｉ ｇ ． ＇ ｑ ￣ ＋５ ｗ ｔ ％Ｙ ｂ ２ ． Ｏ 为原料制得 多孔氮化硅陶瓷 ， 结果表
促进骨组织的生长［ ９ １ 。很多 电化学设备 ， 如气体净化
器、 气敏传感器 、 燃料 电池和化学分析仪器中的电极
法， 多孔材料按其孔径 ｄ 的分布范 围分为宏孔 （ ｄ ＞
收稿 日期 ： ２ ０ １ ２ ０ ９ — １ ９
通讯联系人 ： 戴培贽， Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｑ ｄ ｕ ｄ ｐ ｙ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｍ
《 陶瓷 学 报 ） ） ２ ０ １ ３年 第 １ 期
材料都是多孔陶瓷ｎ 川 。 电子陶瓷的性能与孔隙率的大 小和气孔形貌有关 ， 因此多孔陶瓷在各种电子设备中
源 等人 以亚微 米 级 陶瓷粉 体 为原料 ， 采用 冷等静 压 成
型 和部 分烧 结制得 了 系列孔 隙 率的多孔 锆钛酸 铅
多孔 陶 瓷 制备 技术 研 究进 展
戴培 赞 王泌 宝 李晓丽
（ 潍坊 工 商职 业 学院机 电工程 系， 山 东 诸城 ２ ６ ２ ２ ３ ４ ）
摘 要
多孔陶瓷在过滤器 、 热交换器 、 催化剂载体和压 电器件等领域具有广阔的应用前景。本文重点总结了近年来多孔 陶瓷各种制
备 工艺的最新进展 ， 简 要介绍 了多孔陶 瓷的分 类和应 用 ， 并讨论 了开发 多孔 陶瓷的潜 在应 用和提 高其应 用性 能要解决 的主要
袁辉 平 等人 以 Ｚ ｒ Ｏ 、 Ｂ ４ Ｃ和 Ｃ 为 原料 ， 利 用碳还 原 法
2023年多孔微孔陶瓷材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告
多孔微孔陶瓷材料行业分析报告及未来五至十年行业发展报告目录序言 (4)一、2023-2028年宏观政策背景下多孔微孔陶瓷材料业发展现状 (4)(一)、2022年多孔微孔陶瓷材料业发展环境分析 (4)(二)、国际形势对多孔微孔陶瓷材料业发展的影响分析 (5)(三)、多孔微孔陶瓷材料业经济结构分析 (6)二、多孔微孔陶瓷材料行业（2023-2028）发展趋势预测 (7)(一)、多孔微孔陶瓷材料行业当下面临的机会和挑战 (7)(二)、多孔微孔陶瓷材料行业经营理念快速转变的意义 (8)(三)、整合多孔微孔陶瓷材料行业的技术服务 (9)(四)、迅速转变多孔微孔陶瓷材料企业的增长动力 (9)三、多孔微孔陶瓷材料企业战略选择 (10)(一)、多孔微孔陶瓷材料行业SWOT分析 (10)(二)、多孔微孔陶瓷材料企业战略确定 (11)(三)、多孔微孔陶瓷材料行业PEST分析 (11)1、政策因素 (11)2、经济因素 (12)3、社会因素 (13)4、技术因素 (13)四、多孔微孔陶瓷材料产业未来发展前景 (13)(一)、我国多孔微孔陶瓷材料行业市场规模前景预测 (14)(二)、多孔微孔陶瓷材料进入大规模推广应用阶 (14)(三)、中国多孔微孔陶瓷材料行业的市场增长点 (14)(四)、细分多孔微孔陶瓷材料产品将具有最大优势 (15)(五)、多孔微孔陶瓷材料行业与互联网等行业融合发展机遇 (15)(六)、多孔微孔陶瓷材料人才培养市场广阔，国际合作前景广阔 (17)(七)、多孔微孔陶瓷材料行业发展需要突破创新瓶颈 (18)五、多孔微孔陶瓷材料行业政策环境 (18)(一)、政策持续利好多孔微孔陶瓷材料行业发展 (18)(二)、行业政策体系日趋完善 (19)(三)、一级市场火热,国内专利不断攀升 (19)(四)、宏观环境下多孔微孔陶瓷材料行业定位 (20)(五)、“十三五”期间多孔微孔陶瓷材料业绩显著 (20)六、宏观经济对多孔微孔陶瓷材料行业的影响 (21)(一)、多孔微孔陶瓷材料行业线性决策机制分析 (22)(二)、多孔微孔陶瓷材料行业竞争与行业壁垒分析 (23)(三)、多孔微孔陶瓷材料行业库存管理波动分析 (23)七、多孔微孔陶瓷材料行业竞争分析 (24)(一)、多孔微孔陶瓷材料行业国内外对比分析 (24)(二)、中国多孔微孔陶瓷材料行业品牌竞争格局分析 (25)(三)、中国多孔微孔陶瓷材料行业竞争强度分析 (26)1、中国多孔微孔陶瓷材料行业现有企业竞争情况 (26)2、中国多孔微孔陶瓷材料行业上游议价能力分析 (26)3、中国多孔微孔陶瓷材料行业下游议价能力分析 (26)4、中国多孔微孔陶瓷材料行业新进入者威胁分析 (26)5、中国多孔微孔陶瓷材料行业替代品威胁分析 (27)(四)、初创公司大独角兽领衔 (27)(五)、上市公司双雄深耕多年 (28)(六)、多孔微孔陶瓷材料巨头综合优势明显 (28)八、“疫情”对多孔微孔陶瓷材料业可持续发展目标的影响及对策 (29)(一)、国内有关政府机构对多孔微孔陶瓷材料业的建议 (29)(二)、关于多孔微孔陶瓷材料产业上下游产业合作的建议 (30)(三)、突破多孔微孔陶瓷材料企业疫情的策略 (30)九、多孔微孔陶瓷材料行业多元化趋势 (31)(一)、宏观机制升级 (31)(二)、服务模式多元化 (31)(三)、新的价格战将不可避免 (31)(四)、社会化特征增强 (32)(五)、信息化实施力度加大 (32)(六)、生态化建设进一步开放 (32)1、内生发展闭环,对外输出价值 (32)2、开放平台,共建生态 (33)(七)、呈现集群化分布 (33)(八)、各信息化厂商推动多孔微孔陶瓷材料发展 (34)(九)、政府采购政策加码 (34)(十)、个性化定制受宠 (35)(十一)、品牌不断强化 (35)(十二)、互联网已经成为标配“风生水起“ (35)(十三)、一体式服务为发展趋势 (36)(十四)、政策手段的奖惩力度加大 (36)序言依据编者的深度调查分析及专业预测,本次行业报告将从下面九个方面全方位对多孔微孔陶瓷材料行业过去的发展情况进行详细的研究与分析,并将对多孔微孔陶瓷材料行业进行专业的未来发展趋势预测,还将对多孔微孔陶瓷材料行业前景进行展望及提出合理化的建议。
阐述工业尾矿生产多孔陶瓷的研究及应用
阐述工业尾矿生产多孔陶瓷的研究及应用发布时间：2022-08-29T03:02:35.014Z 来源：科学与技术》2022年第4月第8期作者：姚青山[导读] 改革开放几十年，我国经济经过高速的发展，特别是工业的发展，而工业的发展导致了大量的尾矿产生姚青山佛山众陶联供应链服务有限公司佛山禅城 528000摘要：改革开放几十年，我国经济经过高速的发展，特别是工业的发展，而工业的发展导致了大量的尾矿产生，主要以固体废弃物存在，对于尾矿回收应用的问题得到大家的重视，多孔陶瓷是一种新型的无机防火绝热保温材料，利用尾矿生产多孔陶瓷既能解决尾矿的堆积问题，还能创造巨大的经济价值。
关键词：多孔陶瓷；工业尾矿；保温；引言随着我国经济的快速发展，伴随着矿产资源的消耗。
至今为止，我国 80%工业原料产于矿产。
矿产的大规模开发利用，产生了大量的工业尾矿，在工业固体废弃物中，尾矿占据主要组成部分。
尾矿的堆存一方面会占用大量土地，另一方面，还污染了环境。
而目前对尾矿的利用极少，国内利用率不足 10%。
尾矿内丰富的组分若能得到综合利用会创造巨大的经济效益及环境效益。
因此，作为一种可循环利用资源，尾矿已逐渐受到国内乃至全世界的关注。
尾矿内各组分的含量随着产地不同存在较大差异，但其主要化学成分相似，大多含有SiO2、Al2O3、CaO 等物质，而生产生产多孔陶瓷时，使用的基本配料与尾矿成分相差不大，因此可充分利用工业尾矿等固体废弃物，实现资源的合理利用。
近年来，我国对节能环保的要求越来越严格，企业环保意识也逐渐加强，决定了多孔陶瓷在未来广阔的市场前景。
1、多孔陶瓷的状况1.1多孔陶瓷生产方法及原理多孔陶瓷是一种内部多气孔材料，具有高温材料的特性。
泡孔结构十分复杂。
主要以粉煤灰、赤泥、尾矿、陶瓷废料、页岩等工业固体废弃物为原料，掺加少量助溶剂和碳酸钠、碳化硅等发泡剂，经过原料破碎、研磨、混料、布料、高温烧成、切割等工序生产而成。
目前该工艺发展相对成熟，泡沫陶瓷保温板与隔墙板大多采用该工艺制成。