疏水亲油的多孔陶瓷制备方法,疏水亲油的多孔陶瓷及
其应用
疏水亲油的多孔陶瓷制备方法包括以下步骤：
1. 将陶瓷件完全浸没在含有聚硅氧烷的有机溶剂中，随后抽真空使有机溶剂充分润湿到陶瓷件的孔隙中。
2. 取出陶瓷件并使用超声振荡去除陶瓷件上的附着溶液，将陶瓷件在室温下干燥。
3. 将陶瓷件在惰性保护气体中高温加热至℃反应，再冷却至室温。
4. 将陶瓷件在醇类有机清洗剂中清洗，将陶瓷件在室温下干燥。
这样，就得到了疏水亲油的多孔陶瓷。
这种疏水亲油的多孔陶瓷具有良好的疏水亲油性，可以在外加电场的作用下进行自加热，所产生的热量能快速扩散到周围的高粘度原油，增大其流动性，从而实现高粘度原油的高效分离。
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多孔陶瓷材料 一．概述 多孔陶瓷是一类经高温烧结,内部具有大量彼此连通孔或闭孔的新型陶瓷材料。随着制备方法的逐渐成熟和控制孔隙方法的不断改进,多孔陶瓷独特的性质越来越受到人们的重视,并已经在不同领域得到应用:冶金方面作为过滤器可除去液态金属中的杂质;石化应用方面,因其优良的化学稳定性可作为催化剂载体;汽车行业用来吸收发动机排放的有害气体;医学领域,可作为骨移植材料等。多孔陶瓷还可以作为吸音材料、隔热材料、敏感元件等。对于多孔陶瓷的研究,国内外学者已经进行了大量的工作,包括多孔陶瓷材料的概念研究、制备、基本性能与表征、应用领域等各个方面。 二．制备原理 多孔陶瓷是一种新型陶瓷材料，也称之为气孔功能陶瓷，它是一种利用物理表面的新型材料。多孔材料具有如下特点：巨大的气孔率，气孔表面积；可调节的气孔形状，孔径及其分布；气孔在三维空间的分布，连接可调；具有一般陶瓷基体性能的同时，具有与其巨大的比表面积相匹配的优良热，电，磁，光，化学等功能。目前新兴多孔陶瓷，如多孔陶瓷载体，多孔吸声材料，多孔过滤渗透材料，多孔陶瓷敏感元件，生物医学多孔材料，多孔性光学材料，蓄热储能多孔性陶瓷材料，蜂窝式红外多孔陶瓷板等，不断涌现，使其应用范围更为广泛。 1.多孔材料的种类 多孔陶瓷的种类很多，按所用的骨料可分为刚玉质材料，碳化硅质材料，铝酸硅盐材料，石英质材料，玻璃质材料及其他。按孔径分为粗孔制品（0.1mm 以上），介孔材料（50nm~20um），微孔材料(50nm以下)。 2.多孔陶瓷的制备 陶瓷中的孔包括封闭气孔（与外部不相连通的气孔）和开口气孔（与外部相连通的气孔）。多孔陶瓷中孔的形成方法包括添加成孔剂工艺，有机泡沫浸渍工艺，发泡工艺，溶胶—凝胶工艺，利用纤维制得多孔结构，腐蚀法产生微孔，中孔，利用分子键构成气孔等，以上不同方法的组合还能赋予多孔陶瓷材料其他性能，尤其是骨架性能。 3.多孔陶瓷的配方设计 （1）骨料：为多孔陶瓷的重要原料，在整个配方中占70%~80%的比重，在胚体中起到骨架的作用，一般选择强度高，弹性模量大的材料。 （2）粘合剂：一般选用瓷釉，粘土，水玻璃，高岭土，磷酸铝，石蜡，PVC，ＣＭＣ等，其重要作用是使骨架粘合在一起，以便于成形。 （3）成孔剂：加入可燃尽的物质，如木屑，稻壳，煤粒，塑料粉等，在燃烧过程中因发生化学反应或燃烧而除去，从而在胚体中留下气孔。 ４.多孔陶瓷的成形方法 主要包括磨压，挤压，轧制，等静压，注射，粉浆浇注等。 ５.烧制 使用不同的制备方法和制备工艺，就会有不同的烧成制度，具体根据材料的性能而定。 二．多孔陶瓷材料的制备设备及原料 整个制备过程采用添加成孔剂，采用模压的方法制备毛胚，然后再进行烧结的方法。
多孔陶瓷制备工艺 1. 多孔陶瓷概述 多孔陶瓷又被称为微孔陶瓷、泡沫陶瓷，是一种新型陶瓷材料，是由骨料、粘结剂和增孔剂等组分经过高温烧成的，具有三维立体网络骨架结构的陶瓷体。 多孔陶瓷是近30年来受到广泛关注的一种新型陶瓷材料，因其基体孔隙结构可实现多种功能特性，所以又称为气孔功能材料。多孔陶瓷不仅具有良好的化学稳定性及热稳定性．而且还具有优异的透过性、高比表面积、极低的电导率及热导率等性能。可用作过滤材料、催化剂载体、保温隔热材料、生物功能材料等，目前已经广泛应用于化工、能源、冶金、生物医药、环境保护、航空航天等诸多领域。多孔陶瓷一般可按孔径大小分为3类：微孔陶瓷(孔径小于2nm)、介孔陶瓷(孔径为2～50nm)及宏孔陶瓷(孔径大于50nm)。若按孔形结构及制备方法，其又可分为蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷两类，后者有闭孔型、开孔型及半开孔型3种基本类型。根据陶瓷基体材料种类，将其分为氧化铝基、氧化锆基、碳化硅基及二氧化硅基等。需要指出的是，多孔陶瓷种类繁多，可以基于不同角度进行分类。 2. 多孔陶瓷的制备方法 多孔陶瓷是由美国于1978年首先研制成功的。他们利用氧化铝、高岭土等陶瓷材料制成多孔陶瓷用于铝合金铸造中的过滤，可以显著提高铸件质量，降低废品率，并在1980年4月美国铸造年会上发表了他们的研究成果。此后，英、俄、德、日等国竞相开展了对多孔陶瓷的研究，已研制出多种材质、适合不同用途的多孔陶瓷，技术装备和生产工艺日益先进，产品已系列化和标准化，形成为一个新兴产业。我国从20世纪80年代初开始研制多孔陶瓷。多孔陶瓷首要特征是其多孔特性，制备的关键和难点是形成多孔结构。根据使用目的和对材料性能的要求不同，近年逐渐开发出许多不同的制备技术。其中应用比较成功，研究比较活跃的有：添加造孔剂工艺，颗粒堆积成型工艺，发泡工艺，有机泡沫浸渍工艺等传统制备工艺及孔梯度制备方法、离子交换法等新制备工艺。 2.1 多孔陶瓷的传统制备工艺 2.1.1 添加造孔剂工艺 该工艺通过在陶瓷配料中添加造孔剂，利用造孔剂在坯体中占据一定的空间，然后经过烧结，造孔剂离开基体而成气孔来制备多孔陶瓷。虽然在普通的陶瓷工艺中，采用调整烧结温度和时间的方法，可以控制烧结制品的气孔率和强度，但对于多孔陶瓷烧结温度太高会使部分气孔封闭或消失，烧结温度太低，则制品的强度低，无法兼顾气孔率和强度，而采用添加造孔剂的方法则可以避免这种缺点，使烧结制品既具有高的气孔率，又具有很好的强度。 添加造孔剂工艺制备多孔陶瓷的关键在于造孔剂种类和用量的选择，其次是
第一章综述 1.1 多孔陶瓷的概述 多孔陶瓷是一种经高温烧成、体内具有大量彼此相通或闭合气孔结构的陶瓷材料，是具有低密度、高渗透率、抗腐蚀、耐高温及良好隔热性能等优点的新型功能材料。 多孔陶瓷的种类繁多，几乎目前研制生产的所有陶瓷材料均可通过适当的工艺制成陶瓷多孔体。根据成孔方法和孔隙结构的不同，多孔陶瓷可分为三类：粒状陶瓷烧结体、泡沫陶瓷和蜂窝陶瓷。根据所选材质不同，可分为刚玉质、石英质、堇青石质、莫来石质、碳化硅质、硅藻土质、氧化锆质及氧化硅质等。 多孔陶瓷材料一般具有以下特性：化学稳定性好，可制成使用于各种腐蚀环境的多孔陶瓷；具有良好的机械强度和刚度，在气压、液压或其他应力载荷下，多孔陶瓷的孔道形状和尺寸不会发生变化；耐热性好，用耐高温陶瓷制成的多孔陶瓷可过滤熔融钢水和高温气体；具有高度开口、内连的气孔；几何表面积与体积比高；孔道分布较均匀，气孔尺寸可控，在0.05～600μm范围内可以制出所选定孔道尺寸的多孔陶瓷制品。 多孔陶瓷的优良性能，使其已被广泛应用于冶金、化工、环保、能源、生物等领域。如利用多孔陶瓷比表面积高的特性，可制成各种多孔电极、催化剂载体、热交换器、气体传感器等；利用多孔陶瓷吸收能量的性能，可制成各种吸音材料、减震材料等；利用多孔陶瓷的低密度、低热传导性，可制成各种保温材料、轻质结构材料等；利用多孔陶瓷
的均匀透过性，可制成各种过滤器、分离装置、流体分布元件、混合元件、渗出元件、节流元件等。因此，多孔材料引起了材料科学工作者的极大兴趣并在世界范围内掀起了研究热潮。 1.2 多孔陶瓷的制备方法 多孔陶瓷是由美国于1978年首先研制成功的。他们利用氧化铝、高岭土等陶瓷材料制成多孔陶瓷用于铝合金铸造中的过滤,可以显著提高铸件质量,降低废品率,并在1980年4月美国铸造年会上发表了他们的研究成果。此后,英、俄、德、日等国竞相开展了对多孔陶瓷的研究,已研制出多种材质、适合不同用途的多孔陶瓷,技术装备和生产工艺日益先进,产品已系列化和标准化,形成为一个新兴产业。我国从20世纪80年代初开始研制多孔陶瓷。 多孔陶瓷首要特征是其多孔特性,制备的关键和难点是形成多孔结构。根据使用目的和对材料性能的要求不同,近年逐渐开发出许多不同的制备技术。其中应用比较成功,研究比较活跃的有:添加造孔剂工艺,颗粒堆积成型工艺,发泡工艺,有机泡沫浸渍工艺,溶胶凝胶工艺等传统制备工艺及孔梯度制备方法、离子交换法等新制备工艺。 1.2.1挤压成型工艺 本工艺的特点是靠设计好的多孔金属模具来成孔。将制备好的泥浆通过一种具有蜂窝网格结构的模具基础成型,经过烧结就可以得到最典型的多孔陶瓷即现用于汽车尾气净化的蜂窝状陶瓷。此外,也可以 在多孔金属模具中利用泥浆浇注工艺获得多孔陶瓷。该类工艺的特点在于可以根据需要对孔形状和孔大小进行精确设计,对于蜂窝陶瓷最
多孔陶瓷的原材料 多孔陶瓷是一种具有独特性质和广泛应用的材料，它的制备过程涉及多种原材料。下面将介绍一些常用的多孔陶瓷原材料以及它们的特点和用途。 1. 粘土类原材料 粘土是制备多孔陶瓷的主要原材料之一。它具有良好的塑性和可塑性，可以通过造型、压制、挤压等方式成型。常见的粘土有陶瓷粘土、腐殖土等。粘土在高温下可以发生烧结，形成致密的陶瓷结构，同时也可以通过控制烧结温度和时间来实现多孔结构的形成。 2. 氧化铝类原材料 氧化铝是一种重要的多孔陶瓷原材料，具有优异的耐高温性能和化学稳定性。它可以通过高温烧结制备成具有高度孔隙率和均匀孔径分布的多孔陶瓷材料。氧化铝多孔陶瓷广泛应用于过滤、吸附、电池隔膜等领域。 3. 硅酸盐类原材料 硅酸盐是一类主要由硅酸根离子和金属阳离子组成的化合物，包括石英、长石、云母等。硅酸盐具有良好的耐热性和耐腐蚀性，是制备多孔陶瓷的重要原材料之一。硅酸盐多孔陶瓷具有较高的孔隙率和较大的比表面积，广泛应用于过滤、吸附、催化等领域。 4. 碳材料
碳材料是一种常用的多孔陶瓷原材料，包括活性炭、炭纤维等。碳材料具有良好的吸附性能和导电性能，可以通过炭化、烧结等方式制备成多孔陶瓷。碳材料多孔陶瓷广泛应用于电池、催化剂载体等领域。 5. 金属类原材料 金属类原材料如铝、镁等也可以用于制备多孔陶瓷。这种多孔陶瓷通常具有较高的强度和良好的导热性能，广泛应用于过滤、隔热等领域。 以上是一些常见的多孔陶瓷原材料，它们各具特点，在多孔陶瓷的制备过程中发挥着不可替代的作用。通过合理选择和组合这些原材料，可以制备出具有不同孔隙度、孔径分布和力学性能的多孔陶瓷，满足不同领域的需求。同时，随着科技的进步和材料工程的发展，新型多孔陶瓷原材料的不断涌现也为多孔陶瓷的应用拓宽了新的领域。
多孔陶瓷材料制备工艺的孔隙率与过滤性能探究 多孔陶瓷材料作为一种常用的过滤介质，具有孔隙率高、分布均匀等特点，被广泛应用于水处理、气体净化、固液分离等领域。孔隙率是多孔陶瓷材料制备工艺中一个重要参数，对其过滤性能有着直接影响。本文将探究多孔陶瓷材料的制备工艺对其孔隙率及过滤性能的影响。 多孔陶瓷材料的制备工艺一般包括原料选择、配料、成型、烧结等步骤。首先，原料的选择对多孔陶瓷材料的孔隙率有着重要影响。常见的原料包括粉煤灰、白云石、蛭石等。这些原料中含有大量的无定形杂质，可促使多孔陶瓷材料形成大量的孔隙。同时，原料粒度的选择也会影响孔隙率的大小，较细的原料颗粒能够提高多孔陶瓷材料的孔隙率。 其次，配料过程中的添加剂也对多孔陶瓷材料的孔隙率产生影响。常用的添加剂包括发泡剂、针状亲水剂等。发泡剂能够增加多孔陶瓷材料的孔隙率，但过量添加可能会导致孔隙的不稳定性。而针状亲水剂的添加，可使多孔陶瓷材料的孔隙更均匀地分布，提高过滤性能。 第三，成型过程中的工艺参数也对多孔陶瓷材料的孔隙率产生重要影响。成型方式有挤压成型、压制成型等。挤压成型能够形成更为均匀的孔隙结构，提高多孔陶瓷材料的孔隙率。而压制成型则容易形成不规则的孔隙结构。 最后，烧结工艺是影响多孔陶瓷材料孔隙率的关键步骤。烧结温度和时间的选择对多孔陶瓷材料的孔隙率有着直接影响。温
度过高或时间过长会导致孔隙的粗化，影响多孔陶瓷材料的过滤性能。而温度过低或时间过短则会导致未完全烧结，使得多孔陶瓷材料的孔隙率较低。 总之，多孔陶瓷材料的制备工艺对其孔隙率及过滤性能有着重要影响。原料选择、配料、成型以及烧结等工艺参数都需要合理控制，以获得理想的孔隙率和过滤性能。通过不断优化工艺参数，可以获得更高效的多孔陶瓷材料，为水处理、气体净化、固液分离等领域提供更好的过滤介质。除了孔隙率对多孔陶瓷材料的过滤性能有着直接影响之外，还有其他一些因素也会对过滤性能产生影响。例如，孔隙结构的均匀性、孔径分布的合理性以及孔隙连接性等。 首先，孔隙结构的均匀性对多孔陶瓷材料的过滤性能至关重要。如果孔隙结构不均匀，即有些区域的孔隙更密集或更大，而其他区域的孔隙较少或更小，那么在过滤过程中就会导致液体或气体的流通不畅，影响过滤效果。因此，在制备多孔陶瓷材料时，需要注意控制原料的添加量和均匀性，以确保孔隙结构的均匀性。 其次，孔径分布的合理性也会影响多孔陶瓷材料的过滤性能。在过滤过程中，不同的颗粒大小需要通过不同大小的孔径进行筛选，因此如果孔径分布不合理，即孔隙过于集中于某一范围，或者过于分散，都会导致部分颗粒难以通过孔隙，从而影响过滤效果。为了得到合理的孔径分布，可以通过调整原料的粒度分布和添加适当的添加剂来实现。
纳米多孔陶瓷材料的制备及其渗透性能研究随着科技的进步和需求的不断增加，纳米多孔陶瓷材料在各个领域中得到了广泛的应用，尤其是在过滤和分离领域。本文将探讨纳米多孔陶瓷材料的制备方法以及其渗透性能的研究。 1. 纳米多孔陶瓷材料的制备方法 1.1 溶胶凝胶法 溶胶凝胶法是一种制备纳米多孔陶瓷材料的常用方法。它通过控制溶胶凝胶体系的成分、浓度和溶胶成核等条件，使溶胶凝胶结构形成纳米级孔隙。其中，溶胶是一个粒子尺寸小于100纳米的胶体颗粒；凝胶是由溶胶形成的一种胶体凝聚体。溶胶凝胶法制备的纳米多孔陶瓷材料具有高比表面积、孔隙结构可调控、化学成分均匀等优点。 1.2 气相沉积法 气相沉积法是一种通过物质在气相中的淀积来制备纳米多孔陶瓷材料的方法。常用的气相沉积法包括化学气相沉积（CVD）和物理气相沉积（PVD）。在CVD法中，通过在气相中加热悬浮的陶瓷固体前体物质，使其分解并淀积在衬底上，形成纳米多孔陶瓷材料。而在PVD 法中，通过在真空中蒸发、溅射或反应气体等方法，将陶瓷材料沉积在衬底上。气相沉积法制备的纳米多孔陶瓷材料具有高纯度、致密性好的特点。 2. 纳米多孔陶瓷材料渗透性能的研究
2.1 渗透性能测试方法 为了评估纳米多孔陶瓷材料的渗透性能，常用的测试方法包括渗透 率测试、分离效果测试和流量测试。其中，渗透率测试用于测量流体 通过材料时的流速，分离效果测试用于评估通过材料的固体颗粒分离 效果，而流量测试则用于测量通过材料的流体量。 2.2 影响渗透性能的因素 纳米多孔陶瓷材料的渗透性能受多种因素影响，包括孔隙结构、孔 径分布、孔道连通性等。其中，孔隙结构是指孔隙的形状和分布，孔 径分布是指孔隙尺寸的范围和分布，孔道连通性是指孔隙之间是否连通。这些因素的不同组合将影响纳米多孔陶瓷材料的渗透性能。 3. 纳米多孔陶瓷材料的应用前景 由于纳米多孔陶瓷材料具有高比表面积、可调控的孔隙结构和优异 的渗透性能，其在过滤和分离领域有着广阔的应用前景。例如，纳米 多孔陶瓷材料可以用于水处理，去除水中的污染物和重金属离子；还 可以用于气体分离，实现高效的气体纯化和气体混合物的分离；此外，纳米多孔陶瓷材料还可以应用于化学合成、催化剂载体等领域。 总结起来，纳米多孔陶瓷材料通过溶胶凝胶法和气相沉积法等方法 制备，具有高比表面积和可调控的孔隙结构。其渗透性能的研究包括 渗透率测试、分离效果测试和流量测试等方法，受到孔隙结构、孔径 分布和孔道连通性等因素的影响。纳米多孔陶瓷材料在过滤和分离领 域具有广泛应用前景，包括水处理、气体分离和催化剂载体等领域。
多孔陶瓷材料的应用及发展方向 摘要 ：介绍新型材料多孔陶瓷的特性和在诸多领域的应用，以及未来多孔陶瓷的发展方 向。 关键词 ：多孔陶瓷；应用；发展方向 引言 在全球经济发展的浪潮中，环境与资源是人类遇到的两大难题，人们对节省资源、保 护环境的要求越来越高。多孔陶瓷正是适应了这种形势发展需求的新材料，它能够提高效 率、节约能源，尤其在环境保护方面发挥着越来越大的作用。多孔陶瓷在各行各业的应用 已经越来越普遍地体现出了这两大方面的意义。可以预计，多孔陶瓷将成为非常有活力、 有发展前途的新的经济增长点。 多孔陶瓷是一种经高温烧成、内部具有大量彼此相通并与材料表面也相贯通的孔道结 构的陶瓷材料。多孔陶瓷的种类很多，目前研制及生产的所有陶瓷材料几乎均可以通过适 当的工艺制成多孔体。 多孔陶瓷材料一般具有以下特性：化学稳定性好，通过材质的选择和工艺的控制，可 制成使用于各种腐蚀环境的多孔陶瓷；具有良好的机械强度和刚度，在气压、液压或其他 应力载荷下，多孔陶瓷的孔道形状和尺寸不会发生变化；耐热性好，用耐高温陶瓷制成的 多孔陶瓷可过滤熔融钢水和高温气体；具有高度开口、内连的气孔；几何表面积与体积比 高；孔道分布较均匀，气孔尺寸可控，在0.05~600µm范围内可以制出所选定孔道尺寸的多 孔陶瓷制品。 多孔陶瓷的应用 1
、金属铸造 多孔陶瓷在铸造业中的一个非常重要应用就是用作熔融金属过滤器。陶瓷过滤器净化 金属液的机理除了机械和反应过滤外，更重要的是对金属液起“整流”作用，这种作用使 得金属液渣包被破坏，同时延长渣上浮时间，从而达到净化金属液的作用。自从 60 年代中 期多孔陶瓷过滤器首次用于处理铝合金以来，陶瓷材料的发展及浇铸操作技术的提高已使 它们的应用扩大到包括熔模精密铸造、钢铸造工业及工业铸件等方面，即提高它们的机械 性能，降低铸件废品率，提高铸件工艺出品率，延长金属切削加工刀具寿命等。多孔陶瓷 过滤器在钢的连铸中的应用使钢水的洁净度和产量得到提高，不仅降低了非金属夹杂物含 量，而且有效地减少了水口堵塞。近年来，工业发达国家所有的铸件几乎全部采用多孔陶 瓷型内过滤浇铸工艺，并把此项工艺作为生产优质铸件的关键技术。 多孔陶瓷在铸造业中的另一个重要应用就是用于制备金属基—网状陶瓷复合材料，这 种材料系用铸造方法在预制多孔陶瓷中浇入金属而成。由于这类材料比普通铸件具有较大的阻尼系数，它将为机械工程解决振动问题提供了一条新的途径。 2 、石油化工 对于具有连通气孔的多孔陶瓷，当通过流体时，骨架对流体具有很好的接触、搅拌效 果以及阻挡大颗粒的作用。这些特性使得多孔陶瓷在化工生产中具有重要应用，如除臭装 置等用的催化剂载体、气体吸收塔、蒸馏塔的填料以及流化床中的过滤器等。利用多孔陶 瓷向液体中吹入反应气体，用吹氧方法培养微生物等。利用多孔陶瓷制成的酸性溶液电解 用隔膜，可以防止电极间生成的物质与电解液相混合，提高电解效率。 3 、核电工业
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
多孔陶瓷的应用 随着不断发展的科技，新型材料不断地出现，其中多孔陶瓷是近年来发展最迅速的一种新型材料。由于其具有良好的力学性能、耐腐蚀性和耐热性等优良特性，多孔陶瓷在国防军事、电子电气、航空航天、医药卫生、环保等领域具有广泛的用处。 首先，多孔陶瓷在国防军事领域的应用最为普及。多孔陶瓷具有良好的抗拉强度和抗压强度，可用于制造各种弹道导弹、反坦克导弹、舰艇船体结构和空中防御系统等武器装备。多孔陶瓷还可用于增加军事装备的耐腐蚀性和发射效率。 其次，多孔陶瓷应用于电子电气领域。多孔陶瓷属于绝缘材料，具有优异的电绝缘性能，可用于电容器、电抗器和变压器等电子产品中发挥重要作用。同时，多孔陶瓷也可以用作电磁屏蔽材料，可抵消电磁干扰，保证正常电子设备的工作。 此外，多孔陶瓷也可以应用于航空航天领域，它可以用于火箭发动机助推器和航天器隔热材料中进行阻燃处理。多孔陶瓷还可以用于构建太空飞行器的结构体系，为航天器的发射和导航提供有利的条件。 另外，多孔陶瓷的应用还涉及医药卫生领域。多孔陶瓷具有良好的生物相容性，可用于人体的受植物植入，如制造人体移植的心脏外科支架、人工关节和其他生物植入物。此外，多孔陶瓷还可以用作医学检查仪器和医院采用的不锈钢配件，如压力管、细胞培养船和手术用具等。 最后，多孔陶瓷也能够用于环保领域。多孔陶瓷具有抗化学腐蚀、
耐辐射和抗压强度等优良性能，可用于制造空气过滤器、水垢净化器、水箱、污水处理设备等。多孔陶瓷还可以用于废水处理，减少污染，维护水环境的干净。 综上所述，多孔陶瓷是一种功能性新型材料，在国防军事、电子电气、航空航天、医药卫生、环保等领域有着广泛的应用前景。多孔陶瓷的发展和应用将为社会发展带来新的变化和希望，同时也让人们的生活更加便捷和美好。
文献综述 多孔陶瓷的制备工艺及应用 肖燕 （湖南大学外国语学院 201213010322） 摘要：多孔陶瓷因其独特结构和优异性能近年来成为陶瓷材料领域的一个研究热点，本文综述了多孔陶瓷制备技术的发展以及其应用。 关键词：多孔陶瓷应用制备工艺 1.前言 多孔陶瓷又称微孔陶瓷、泡沫陶瓷，是一种新型陶瓷材料，是以刚玉砂、碳化硅、堇青石等优质原料为主料、配以添加剂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。多孔陶瓷一般可按孔径大小分为3类:微孔陶瓷(孔径小于2nm)、介孔陶瓷(孔径为2~50nm)及宏孔陶瓷(孔径大于50nm)。若按孔形结构及制备方法,其又可分为蜂窝陶瓷和泡沫陶瓷两类,后者有闭孔型、开孔型及半开孔型3种基本类型。 多孔陶瓷的发展始于１９世纪７０年代，初期仅作为细菌过滤材料使用，随着控制材料的细孔结构水平的不断提高，其与玻璃纤维、金属等相比具有可控的孔结构、高的开口空隙率、均匀的透过性、机械强度高、易于再生、较低的热传导性、耐高温、抗腐蚀、使用寿命长等优良性能，给其应用开拓了广阔的前景，被广泛应用于环保、节能、化工、石油、冶炼、食品及生物医学等多个科学领域，引起全球材料科学界的密切关注。虽然目前已有较多关于多孔陶瓷的综述文献,但近些年来在技术发展推动下,新工艺新应用不断涌现,因此有必要结合一些最新文献对多孔陶瓷的制备工艺与应用进行综述。 2.多孔陶瓷的制备工艺 多孔陶瓷的性能除与组成因素相关以外,还与气孔形态、大小及分布等因素有密切关联。从制备工艺、结构和性能角度考虑,形成气孔是多孔陶瓷制备工艺
的关键步骤,也是多孔陶瓷研究的重点。本文将从介绍目前主流制备工艺着手,重点综述新型制备工艺方面取得的进展。 2.1传统制备工艺 一些研发历史较长、技术相对成熟的多孔陶瓷制备工艺已经获得了规模化的生产应用,这些工艺称为传统制备工艺,常见的有添加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、发泡法、挤压成型技术、颗粒堆积法等。它们具有工艺流程简单、制备周期短、易于实现规模生产等优点。表1比较了这几种工艺方法的特点。 表1
多孔陶瓷分类 多孔陶瓷是一种具有特殊微孔结构的陶瓷材料，具有很高的比表面积和吸附能力。根据其制备方法和应用领域的不同，多孔陶瓷可以分为多种不同的类型。本文将对多孔陶瓷的分类进行详细介绍，包括泡沫陶瓷、陶瓷膜、陶瓷过滤器和陶瓷颗粒等。 一、泡沫陶瓷 泡沫陶瓷是一种由陶瓷颗粒和粘结剂组成的多孔结构材料。它的制备方法是在陶瓷颗粒表面涂覆一层粘结剂，然后将涂覆了粘结剂的陶瓷颗粒按照一定的比例混合，再进行成型和烧结。泡沫陶瓷的孔隙率高达80%以上，具有很高的吸附能力和抗压强度，广泛应用于过滤、吸附、隔热和催化等领域。 二、陶瓷膜 陶瓷膜是一种由纳米颗粒组成的薄膜材料。它的制备方法主要有溶胶-凝胶法、热处理法和蒸发法等。陶瓷膜具有高的渗透选择性和化学稳定性，可以用于分离、过滤和催化等领域。在水处理领域，陶瓷膜被广泛应用于海水淡化、污水处理和饮用水净化等方面。 三、陶瓷过滤器 陶瓷过滤器是一种用于分离固体和液体的过滤材料。它的制备方法主要有压滤法、浸渍法和膜法等。陶瓷过滤器具有较小的孔径和较高的孔隙率，可以有效地过滤微小颗粒和悬浮物。在工业生产过程
中，陶瓷过滤器被广泛应用于固液分离、废水处理和粉尘收集等方面。 四、陶瓷颗粒 陶瓷颗粒是一种具有多孔结构的微粒材料。它的制备方法主要有乳液凝胶法、溶胶-凝胶法和碳热还原法等。陶瓷颗粒具有较大的比表面积和较高的孔隙度，可以用于吸附、催化和载体等领域。在环境保护和能源领域，陶瓷颗粒被广泛应用于废气处理、催化剂和锂离子电池等方面。 多孔陶瓷根据其制备方法和应用领域的不同，可以分为泡沫陶瓷、陶瓷膜、陶瓷过滤器和陶瓷颗粒等多种类型。每种类型的多孔陶瓷都具有特定的结构和性能，适用于不同的领域和应用。随着科技的进步和应用需求的不断增加，多孔陶瓷的分类和应用将会进一步扩展和深化。
多孔陶瓷材料的制备及其应用 丁正平
摘要:多孔材料由于其孔结构所具有的性能，在工业和社会生产中作用显著，本文第一章简述了多孔材料的分类、与传统材料的差别、制备的一般方法、评价体系以及应用。多孔材料主要分为两大类多孔陶瓷和多孔金属材料。多孔陶瓷由于既具有陶瓷的一般性质又具有独特的多孔结构，因而既具有一般陶瓷的性质，比如：耐热性能、稳定的化学性能、一定的强度；同时具有孔结构的渗透性能、吸声性能等等，因而在很多方面具有应用。本文综述了多孔陶瓷的几种制备方法、性能表征、以及几个方面的应用。 关键词：多孔陶瓷制备应用
目录 1.多孔材料 (1) 1.1多孔材料的概念 (1) 1.2多孔材料的分类 (1) 1.3多孔材料的性能特点 (2) 1.4一般多孔材料的制备方法 (3) 1.5成品的评价系统 (3) 1.6多孔材料的应用 (3) 2.多孔陶瓷 (4) 2.1概述 (4) 2.2性能特点 (4) 2.3多孔陶瓷制备方法 (4) 2.4性能及表征 (10) 2.5 多孔陶瓷的应用 (14) 2.6 前景与展望 (16) 参考文献 (18)
1多孔材料 1.1 多孔材料的概念 多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表面由支柱或平板构成。这些支柱或者平板通常被称为固定相，起到支撑整个材料的作用，材料的力学性能主要取决于固定相的性能，孔洞中填充的物质称之为流动相，根据填充物物理状态的不同，又可以细分为气相和液相，气相的较为常见，整个多孔材料就是由固定向和流动相组成。典型的孔结构有：一种是由大量多边形孔在平面上聚集形成的二维结构；由于其形状类似于蜂房的六边形结构而被称为“蜂窝”材料；更为普遍的是由大量多面体形状的孔洞在空间聚集形成的三维结构, 通常称之为“泡沫”材料。根据功能材料的要求，多孔材料的具备以下两个要素:一是材料中必须包含大量的空隙；二是材料必须被用来满足某种或者某些设计要求已达到所期待的某种性能指标，多孔材料中的空隙相识设计者和使用者所希望得到的功能相，为材料的性能提供优化作用[1]。 多孔材料在自然界中很常见，而且具有一些优良的力学性能，被人们广泛利用。最为常见的就是木材，木材中间有很多细小的空洞，在多年前的古埃及金字塔中就已经使用了这些基本的多孔材料，古罗马时代还被用于酒瓶的瓶塞。而人类的骨骼，也可以称得上是多孔材料，具有低密度和高的机械强度的特点。传统的多孔材料，孔隙直径相对而言很大，达到了毫米级别，而现代制备的多孔材料，不仅包含了大孔径的，还有孔径达到了几十纳米的，获得了在性能上与传统材料有差别的新型多孔材料。现代的多孔材料中，其中最简单的是由大量相似的棱形孔洞组成的蜂窝状材料，可用作轻质构件。更常见的是高分子泡沫材料，其用途广泛，可用于减少器件碰撞的减缓泡沫。 1.2 多孔材料的分类
多孔陶瓷材料的制备与应用 随着科学技术的不断发展，多孔陶瓷材料作为一种具有广泛应用前景的新材料 受到了越来越多人的关注。多孔陶瓷材料具有低密度、高孔隙率和良好的渗透性等特点，被广泛应用于过滤、吸附、催化、隔热等领域。 多孔陶瓷的制备方法多种多样，常见的制备方法有模板法、发泡法、直接成型 法等。其中，模板法是一种常用且有效的多孔陶瓷制备方法。其原理是通过在陶瓷粉末颗粒表面包覆一个模板物质，然后通过热解或溶解去除模板物质，形成具有孔隙结构的陶瓷材料。这种制备方法的优点是可以调控陶瓷的孔隙结构和孔径分布，使其适用于不同的应用领域。 多孔陶瓷材料在过滤领域有着广泛的应用。由于多孔陶瓷的孔隙结构可以有效 地阻止大颗粒物质通过，而允许小颗粒物质通过，因此可以被用作水处理领域的过滤材料。例如，在饮用水处理中，多孔陶瓷过滤器可以去除水中的悬浮固体、细菌和病毒等有害物质，从而提供清洁的饮用水。 此外，多孔陶瓷材料还被广泛应用于吸附和催化领域。多孔陶瓷的大孔和小孔 结构可以提供更大的表面积和更多的活性位点，从而增强其吸附和催化性能。例如，在环境污染治理领域，多孔陶瓷可以作为吸附剂用于吸附有机废水中的有害物质，或者作为催化剂用于催化有机废气的净化。此外，多孔陶瓷还可用于高温催化反应，如汽车尾气净化领域。 除此之外，多孔陶瓷材料还具有良好的隔热性能，因此在建筑和航空航天工程 中也有广泛的应用。多孔陶瓷材料可以有效减少热量的传导和辐射，从而提高建筑物和航天器的隔热性能。例如，在太空探索中，多孔陶瓷可以用于制造高温隔热材料，保护航天器在极端高温环境下的安全运行。 然而，多孔陶瓷材料的制备和应用仍然面临一些挑战。首先，制备过程中需要 选择合适的模板物质和工艺方法，使得多孔陶瓷具有理想的孔隙结构和孔径分布。