什么是多孔陶瓷？制备方法有哪些？应用分析

1.什么是多孔陶瓷

多孔陶瓷是一种具有丰富气孔的陶瓷材料，由许多气孔在空间按照各种方式排列而成，均匀分布的气孔使其具有透过性高和体积密度小等优点;多孔陶瓷在十九世纪七十年代就已经得到了广泛应用。

2.多孔陶瓷的制备方法

(1)直接发泡法

发泡是通过机械搅拌或添加发泡剂等方式将气体引入到悬浮液中，通过搅拌，浆料会产生细密且稳定的泡沫，然后将成型的浆料置于一旁直至干燥，将干燥完成后的样品置于所需烧结炉中烧结，即可得到所需的多孔陶瓷材料。整个操作工程的简易流程图如下图所示。制备多孔陶瓷的关键是制备稳定的发泡浆料以及泡沫浆料的固化。

(2)添加造孔剂法

添加造孔剂法需要使被添加到陶瓷浆料中的造孔剂占据浆料的一部分体积，等将其成型干燥后，通过在烧结过程中挥发或燃尽，在陶瓷基体内留下孔洞，从而得到多孔陶瓷。

通常选用易排除、与基体不反应、且无有害残留的物质作为造孔剂，其主要包括高分子材料、聚合物天然纤维等有机造孔剂。除此之外，聚乙烯醇缩丁醛、碳/煤粉、聚甲基丙烯酸甲脂、甲基纤维素、硬脂酸、尿素等，以及碳酸铵、氯化铵、碳酸氢铵等可分解的盐类都是常见的造孔剂。

(3)冷冻干燥法

冷冻干燥法又称冰模板法，是将仍然有流动性的浆料倒入模具，将其在低温下冷冻直至浆料中的水分凝固成冰，将其置于冷冻干燥箱进行干燥，使冰升华为水蒸气排出去，最终可得到干燥后样品，脱模即可。

(4)其他方法

除了上述几种主要工艺外，还可通过其他制备方法制备多孔陶瓷，例如：陶瓷纤维法，利用陶瓷纤维相互架构成三维孔洞结构;水热-热静压工艺，孔径不一的多孔陶瓷可通过将液态水作为压力传递的介质来制备得到;将陶瓷渗透沉积到多孔骨架得到多孔陶瓷是化学气相渗透法的核心步骤。

3.多孔陶瓷的应用领域

(1)催化剂载体：多孔陶瓷的气孔结构优且数量多，比表面积大，作为催化剂载体能够增大催化剂与反应物的接触面积，提高催化效率与速度。吸附能力强，热稳定性好的特点，可以延长催化剂的使用寿命，降低使用成本。其广泛应用于汽车尾气净化以及无机和有机的生产领域。

(2)生物材料：多孔生物陶瓷具有与生物相容性良好，与骨组织结合好，无排异反应的优点，在术后空腔恢复、改善血管生成能力以及促进骨修复等医学领域都得到了很好的应用。此外，多孔陶瓷具有的孔结构，方便加载药物，其耐久性能够起到长时间的支撑作用。

(3)过滤、分离和提纯：多孔陶瓷作为一种过滤、分离和提纯的新型材料，具有使用寿命长、抗微生物能力强、耐腐蚀、耐高温、可重复使用的特点。在使用要求苛刻的领域中，多孔陶瓷得到了广泛的应用，如过滤牛奶、液固分离、熔融金属去除杂质、工业废水净化等。

(4)燃料电池材料：多孔陶瓷在燃料电池中可作为阴极材料，为氧气提供输送通道和活化位点，提高反应效率。与此同时，多孔陶瓷能够在燃料电池的高温下稳定工作，且为热量的散失提供通道。上述多孔陶瓷的优势提高了燃料电池的性能并能延长其寿命， 使得多孔陶瓷在燃料电池中的应用将会成为一个研究热点。

(5)隔热材料：传统陶瓷材料的导热率较低，可被用作隔热材料。多孔陶瓷的多孔结构内充斥的气体，致使多孔陶瓷的隔热性能进一步加强。

(6)吸音材料：在声波的传播过程中，多孔陶瓷作为声音屏障，能够改变声波的传播方向，使声波被限制在空腔内。空腔内声波引起空气的振动和克服空气摩擦做功转化为热能，大幅降低声音的能量。

(7)航空航天材料：多孔陶瓷由于有较好的化学稳定性，抗热震能力，耐腐蚀性和低导热率，使其成为运用于飞机以及航天器的一种理想耐热隔热的材料。

以上就是有关于多孔陶瓷的定义、制备方法及应用领域的全面梳理，如果还想了解更多多孔陶瓷的相关内容，敬请关注三个皮匠报告网站。

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