多孔陶瓷的制備技術(shù)、結(jié)構(gòu)調(diào)控及應(yīng)用研究進(jìn)展

多孔陶瓷是一類(lèi)具有三維連通或封閉孔道結(jié)構(gòu)的先進(jìn)陶瓷材料，其孔徑范圍可從納米級(jí)延伸至毫米級(jí)，孔隙率通常在 30%～95% 之間。這類(lèi)材料不僅保留了傳統(tǒng)陶瓷耐高溫、耐腐蝕、高強(qiáng)度的特點(diǎn)，還因多孔結(jié)構(gòu)而具備低密度、高比表面積、低熱導(dǎo)率等獨(dú)特性能。根據(jù)國(guó)際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，多孔陶瓷可按孔徑大小分為三類(lèi)：微孔材料（ lt;2nm ）、介孔材料（ 2～50nm 和大孔材料（gt;50 nm）[1]

近年來(lái)，隨著制備技術(shù)的不斷創(chuàng)新，多孔陶瓷在多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。在環(huán)境治理方面，多孔陶瓷膜可用于高溫?zé)煔獬龎m和污水處理；在能源領(lǐng)域，多孔陶瓷作為催化劑載體和固體氧化物燃料電池電極材料具有突出優(yōu)勢(shì)；

在生物醫(yī)學(xué)工程中，多孔陶瓷支架因其良好的生物相容性和可調(diào)控的力學(xué)性能成為骨組織工程的理想材料[2]。特別值得注意的是，通過(guò)將納米材料與傳統(tǒng)多孔陶瓷復(fù)合，可賦予材料光催化[3]抗菌等新功能，進(jìn)一步拓展其應(yīng)用范圍。

多孔陶瓷研究取得了顯著進(jìn)展，文章從制備方法、結(jié)構(gòu)表征、性能調(diào)控和應(yīng)用研究四個(gè)方面系統(tǒng)梳理多孔陶瓷的最新研究進(jìn)展，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考。

1多孔陶瓷的制備方法

1.1 傳統(tǒng)制備工藝

1.1.1 顆粒堆積法

顆粒堆積法是一種通過(guò)調(diào)控陶瓷粉末顆粒排列與堆積行為實(shí)現(xiàn)高致密度或可控孔隙結(jié)構(gòu)坯體制備的成型技術(shù)，通過(guò)添加造孔劑（如石墨、淀粉等）在燒結(jié)過(guò)程中形成孔隙，其核心在于通過(guò)粒度分級(jí)、分散劑添加及振動(dòng)/離心等外力輔助優(yōu)化顆粒堆積效率，適用于多孔陶瓷過(guò)濾膜、功能梯度材料及傳統(tǒng)墻地磚等制品的規(guī)模化生產(chǎn)[4-6] 。

潘進(jìn)文等以石墨為造孔劑（添加的石墨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15% ），采用 ρ-Al₂O₃-CAC 復(fù)合燒結(jié)助劑，在 1450^qC 下制備了多孔SiC陶瓷。研究表明，燒結(jié)助劑含量對(duì)材料性能影響顯著：當(dāng)ρ-Al₂O₃-CAC 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 12.5% 時(shí)，材料顯氣孔率為 39.1% ，彎曲強(qiáng)度達(dá) 39.3MPa ，透氣度為 26.74m³?h^-1?kPa^-1?m^-2[6] 。通過(guò) SEM觀察發(fā)現(xiàn)（圖1），燒結(jié)助劑促進(jìn)了玻璃-莫來(lái)石復(fù)相結(jié)合相的形成，同時(shí)在結(jié)合相中引入了直徑1～10μm 的氣泡，這些氣泡隨燒結(jié)助劑含量增加而長(zhǎng)大[6]

1.1.2 造孔劑法

造孔劑法是多孔陶瓷制備中最常用的傳統(tǒng)工藝之一，核心原理是通過(guò)在陶瓷坯體中引入可移除的造孔物質(zhì)（造孔劑），經(jīng)燒結(jié)后造孔劑被去除，從而在陶瓷基體中留下規(guī)則或不規(guī)則的孔隙。張凌飛等采用碳熱還原法在多孔SiC基體上生長(zhǎng)SiC納米線膜層，成功制備了亞微米孔徑的復(fù)合陶瓷膜[7]。將2000 目（ D₅₀= 5.25μm 的SiC粉與造孔劑球磨混合，壓制成型后于 2200‰ 燒結(jié) 2h 制得多孔基片；葡萄糖與硅溶膠按比例混合干燥后，與基片在 1350～ 1550^°C 管式爐中反應(yīng) 4～8h ，最后用 5% 氫氟酸酸洗 24h 。此過(guò)程主要是利用高溫使SiC納米線的形貌發(fā)生了一定的改變，實(shí)現(xiàn)顆粒間的結(jié)合，形成多孔碳化硅陶瓷基片[7]。高溫下SiC顆粒表面原子獲得足夠能量，通過(guò)表面擴(kuò)散、體積擴(kuò)散等機(jī)制向顆粒間接觸區(qū)域遷移，形成燒結(jié)頸并逐漸長(zhǎng)大，使顆粒相互連接[8]造孔劑在高溫下或揮發(fā)或分解，留下孔隙，從而實(shí)現(xiàn)造孔。

c.ρ-Al₂O₃ -CAC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20% 的斷面形貌

以葡萄糖和硅溶膠為前驅(qū)體，在 1450^qC 反應(yīng) 6h 后，基體表面形成了分布均勻的SiC納米線膜層，SiC粉與造孔劑經(jīng)混合、燒結(jié)制成多孔SiC陶瓷基片，后續(xù)通過(guò)碳熱還原法在其表面生長(zhǎng)SiC納米線，形成復(fù)合膜。相較于多孔SiC基片2.33μm 的孔徑，復(fù)合膜平均孔徑減小至 0.43μm ，且孔徑分布在 0.28～1.00μm 之間[7]，分布變窄。這種窄分布的亞微米孔徑結(jié)構(gòu)，能更有效地截留微小顆粒，顯著提升復(fù)合膜的分離精度，使其在污水處理、精密過(guò)濾等領(lǐng)域更具應(yīng)用價(jià)值。

XRD分析表明（圖2），納米線為3C-SiC結(jié)構(gòu)，結(jié)晶良好，僅有少量因堆疊層錯(cuò)引起的弱衍射峰[7]

1.2 新型制備技術(shù)

1.2.1 3D打印技術(shù)

3D打印技術(shù)為復(fù)雜結(jié)構(gòu)多孔陶瓷的制備提供了新途徑[1]，在陶瓷制造領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，其通過(guò)光固化、熔融沉積、選擇性激光燒結(jié)等工藝，突破了傳統(tǒng)成型技術(shù)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的限制。

Liu 等采用擠出式3D 打印制備了 Al₂O₃- B₂O₃ 多孔支架，系統(tǒng)研究了陶瓷漿料固含量（陶瓷漿料中固體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 66%～70% ）和燒結(jié)溫度（ 1500～1600^°C ）的影響[9]。結(jié)果表明，材料表現(xiàn)出較好的綜合性能：彎曲強(qiáng)度 8.71～40.63 MPa ，表觀孔隙率 47.65%～55.33%^[9] 。通過(guò)調(diào)控打印路徑設(shè)計(jì)仿骨小梁結(jié)構(gòu)（trabecular-like），其壓縮強(qiáng)度-孔隙率關(guān)系突破傳統(tǒng)赫茲接觸理論（Hertziamcontacttheory）預(yù)測(cè)值。Yang等進(jìn)一步結(jié)合磁場(chǎng)輔助成型，制備了多孔氧化鋁陶瓷，氧化鋁晶粒的C軸與磁場(chǎng)方向平行，形成了具有板狀晶粒的多孔微結(jié)構(gòu)。當(dāng)燒結(jié)溫度為1600‰ 時(shí)，多孔氧化鋁陶瓷的孔隙率為30.37% ，相對(duì)密度達(dá)到 66.29% ，多孔氧化鋁生壞表現(xiàn)出線性收縮各向異性[10]

1.2.2 溶膠-凝膠浸漬法

溶膠-凝膠浸漬法（Sol-Gel Impregnation）是一種基于溶膠-凝膠技術(shù)的材料制備方法，通過(guò)將多孔基材（如陶瓷、金屬、纖維等）浸漬于溶膠中，使溶膠滲透到基材孔隙內(nèi)，經(jīng)干燥、熱處理后形成均勻涂層或復(fù)合結(jié)構(gòu)[1]。該技術(shù)廣泛應(yīng)用于功能涂層、復(fù)合材料、催化劑載體等領(lǐng)域，尤其適用于納米級(jí)陶瓷膜的制備。

Bartonickova等開(kāi)發(fā)了一種結(jié)合直接發(fā)泡和溶膠-凝膠浸漬的兩步法制備莫來(lái)石多孔陶瓷。制備過(guò)程包括泡沫制備、一次燒結(jié)、溶膠浸漬和二次燒結(jié)[11]

1）泡沫制備

以膠體 SiO₂，MgO （凝膠劑）、 Al₂O₃ （骨料）為主，輔以硅微粉、表面活性劑，形成 SiO₂-Al₂O₃ -Mg0 體系。通過(guò)直接發(fā)泡形成數(shù)百微米級(jí)大孔，開(kāi)放多孔網(wǎng)絡(luò)，氣泡間連通性高。初始孔隙率 68.7%～82.7% ，孔壁薄且含納米級(jí)凝膠網(wǎng)絡(luò)[1] 。

2）一次燒結(jié)（ 1500‰ ）

SiO₂ 與 Al₂O₃ 反應(yīng)生成莫來(lái)石，剩余剛玉和方石英， MgO 揮發(fā)或固溶。大孔保留（數(shù)百微米），部分凝膠網(wǎng)絡(luò)燒結(jié)收縮形成閉孔。開(kāi)放孔減少，閉孔率增加，孔徑分布變寬。形成針狀莫來(lái)石骨架，孔壁由納米 SiO₂ 與 Al₂O₃ 燒結(jié)結(jié)合，強(qiáng)度提升，熱導(dǎo)率提升[11]

3）溶膠浸漬（硅溶膠/Si-Al溶膠）

浸漬液含 SiO₂ 或 SiO₂-Al₂O₃ 溶膠，滲透孔壁后增加活性Si/Al組分。填充大孔間隙，孔壁增厚。部分開(kāi)放孔轉(zhuǎn)為閉孔，連通性降低但孔結(jié)構(gòu)均勻性提升。溶膠凝膠化后形成納米級(jí) SiO₂- Al₂O₃ 前驅(qū)體層包裹孔壁。為二次莫來(lái)石化提供反應(yīng)物，增強(qiáng)后續(xù)燒結(jié)結(jié)合力[11]

4）二次燒結(jié)（ 1500^°C ）

莫來(lái)石含量增至 88.7% （二次反應(yīng)），剛玉含量降至 6.5% ，方石英含量 4.8% ，形成更致密晶相。孔結(jié)構(gòu)致密化，以閉孔為主，開(kāi)放孔減少，孔壁由交織針狀莫來(lái)石構(gòu)成。針狀莫來(lái)石貫穿孔壁，形成“鳥(niǎo)巢狀”增強(qiáng)結(jié)構(gòu)。如果將抗壓強(qiáng)度提升至19MPa ，熱導(dǎo)率則略升至 0.4W/（m?K）^[11] 。研究表明，浸漬處理后材料的機(jī)械強(qiáng)度從 10MPa 提升至 19MPa （提高 80% ），通過(guò)HT-XRD和TG-DTA分析發(fā)現(xiàn)，二次莫來(lái)石化過(guò)程在1 300°C 左右開(kāi)始顯著進(jìn)行，這是強(qiáng)度提升的主要原因[11]

1.2.3凝膠注模-犧牲模板法

凝膠注模-犧牲模板法是一種結(jié)合凝膠注模成型與模板移除技術(shù)的復(fù)合工藝，通過(guò)注漿成型的方式將可犧牲模板引入陶瓷生坯中，經(jīng)凝膠固化、模板去除和燒結(jié)后，制備具有可控孔隙率、孔徑分布及復(fù)雜孔道結(jié)構(gòu)的多孔陶瓷材料[12]該技術(shù)廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)支架、催化劑載體、過(guò)濾膜等領(lǐng)域。引入的臨時(shí)性模板主要分為有機(jī)模板和生物質(zhì)模板兩類(lèi)。

1）有機(jī)模板是指通過(guò)合成或人工設(shè)計(jì)的有機(jī)材料，如聚合物、膠體晶體、泡沫塑料等。這些材料通過(guò)物理或化學(xué)手段嵌入基體中，最終通過(guò)高溫煅燒、化學(xué)溶解或溶劑萃取等方式去除，留下多孔結(jié)構(gòu)[13]

2）生物質(zhì)模板如木材、植物纖維等，通過(guò)碳化、煅燒或化學(xué)處理去除有機(jī)成分，保留其天然多孔結(jié)構(gòu)。木材經(jīng)碳化或脫木質(zhì)素處理保留纖維素骨架，填充陶瓷前驅(qū)體煅燒后可得如具有仿生層狀孔隙的木材衍生碳化硅陶瓷[14]。植物纖維（如棉花、麻）編織成網(wǎng)浸漬前驅(qū)體燒結(jié)后形成輕質(zhì)多孔材料[15]，可用作隔熱材料、催化劑載體。

Zhang等提出了一種創(chuàng)新的協(xié)同工藝，凝膠注模-犧牲模板復(fù)合法，該方法包括以下步驟：1）模板自組裝：聚苯乙烯球通過(guò)振動(dòng)自組裝形成緊密堆積結(jié)構(gòu)，堆積密度 69.3% ;2）漿料填充：采用高固含量（固體的體積分?jǐn)?shù)為 30%～50% ）氧化鋁漿料填充模板間隙；3）階梯燒結(jié)： 330^°C 脫脂后，在 1650°C 燒結(jié)后孔壁完全致密化（相對(duì)密度98%）[16]

該工藝通過(guò)調(diào)控漿料固含量與模板尺寸，實(shí)現(xiàn)了孔徑（ 370～796μm ）、窗口尺寸 20～90μm 的精準(zhǔn)控制。當(dāng)固體的體積分?jǐn)?shù)為 50% 、燒結(jié)溫度1 650℃時(shí)，材料壓縮強(qiáng)度達(dá)28MPa[16]

Du等用松木粉模板制備了仿生多孔氧化鋁陶瓷，制備的多孔陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)（圖3），通過(guò)控制碳化溫度（ 800^°C ）和燒結(jié)工藝（ 1550^cC 保溫 ^2h ），獲得了孔隙率 89.2% 、過(guò)濾效率 95.2% 的高性能材料，其管狀孔結(jié)構(gòu)（孔徑 4～12μm ）顯著提升了顆粒物捕獲能力[17]

1.2.4先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法

先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法（PreceramicPolymerPyrolysis）

是一種通過(guò)高分子先驅(qū)體（含目標(biāo)無(wú)機(jī)元素的有機(jī)聚合物）熱解轉(zhuǎn)化，制備無(wú)機(jī)材料（如陶瓷、陶瓷基復(fù)合材料）的方法[18]。該技術(shù)打破了傳統(tǒng)陶瓷制備依賴(lài)高溫?zé)Y(jié)、粉末成型的局限，尤其在新型陶瓷基復(fù)合材料、功能陶瓷制備中應(yīng)用廣泛。

先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法的制備過(guò)程如下：

1）先驅(qū)體制備：合成含目標(biāo)陶瓷元素（如Si、C、N等）的高分子先驅(qū)體，例如聚碳硅烷，制備 SiC 陶瓷的先驅(qū)體[19]、聚硅氮烷，制備 Si₃N₄ 陶瓷的先驅(qū)體[20]，通過(guò)分子設(shè)計(jì)調(diào)控先驅(qū)體結(jié)構(gòu)與性能。

2）成型加工：利用先驅(qū)體的可加工性（如可溶、可熔），通過(guò)澆鑄、注塑、紡絲、涂層等方式成型，制備復(fù)雜形狀預(yù)制體，如纖維、薄膜、三維構(gòu)件。

3）熱解轉(zhuǎn)化：在惰性氣氛（如氬氣）中高溫裂解，先驅(qū)體脫除有機(jī)基團(tuán)，轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)陶瓷相。此過(guò)程伴隨體積收縮、質(zhì)量損失，但能形成高純度陶瓷結(jié)構(gòu)[21]

4）后處理（可選）：部分材料需進(jìn)一步高溫?zé)Y(jié)、滲碳/氮等處理，優(yōu)化陶瓷致密度與性能[18]

先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法在多孔非氧化物陶瓷制備中具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。李天昊等將釔和鎂元素接枝到三甲基硅基聚硅氮烷先驅(qū)體上，通過(guò)先驅(qū)體熱解原位生成 YSi₃N₅ 和 M_g3N₂ 燒結(jié)助劑，成功制備了高純多孔 Si₃N₄ 陶瓷[21]。該方法實(shí)現(xiàn)了燒結(jié)助劑在分子尺度的均勻分布，所得材料氧含量低于1.6% ，碳含量小于 0.1% 。經(jīng)放電等離子燒結(jié)（ 1450^°C，45MPa， 后，材料相對(duì)密度達(dá) 99.4% ，孔隙率 30.6% ，且孔隙主要為貫通孔。值得注意的是，該多孔陶瓷表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能：納米壓痕硬度 29.1GPa ，彈性模量 229.1GPa ，維氏硬度2.51 GPa[21] 。

2多孔陶瓷的結(jié)構(gòu)表征與性能調(diào)控

2.1 多孔結(jié)構(gòu)的表征技術(shù)

2.1.1 顯微結(jié)構(gòu)分析

掃描電子顯微鏡（SEM）是觀察多孔陶瓷微觀形貌最常用的手段。張凌飛等通過(guò)場(chǎng)發(fā)射SEM研究了SiC納米線/多孔SiC復(fù)合膜的形貌演變[7]。未酸洗樣品表面存在大量珠狀顆粒，經(jīng) 5% 氫氟酸浸泡 24h 后，這些顆粒完全消失，納米線表面變得光滑，直徑分布更加均勻。能譜分析證實(shí)珠狀物為 SiO₂ ，來(lái)源于碳熱還原反應(yīng)中SiO與CO的副反應(yīng)[7]

2.1.2孔徑分布測(cè)定

壓汞法和泡壓法是測(cè)定多孔陶瓷孔徑分布的兩種主要方法。潘進(jìn)文等采用AutoPoreV9600全自動(dòng)壓汞儀研究了 ρ-AL₂0₃ -CAC 添加量對(duì)多孔SiC陶瓷孔徑分布的影響。隨著燒結(jié)助劑含量從 2.5% 增加到 20% ，平均氣孔徑不斷增大，這與SEM觀察到的氣泡長(zhǎng)大現(xiàn)象一致。氣泡長(zhǎng)大是氧化產(chǎn)氣、液相流動(dòng)和界面作用共同驅(qū)動(dòng)的過(guò)程，通過(guò)控制 ρ-AL₂O₃-CAC 加人量可調(diào)節(jié)氣泡尺寸與分布，優(yōu)化多孔碳化硅陶瓷的強(qiáng)度、透氣度及抗熱震性。值得注意的是，當(dāng)燒結(jié)助劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 12.5% 時(shí)，材料表現(xiàn)出最窄的孔徑分布和最適宜的透氣性能[6]

2.2性能調(diào)控策略

2.2.1 力學(xué)性能優(yōu)化

多孔陶瓷的力學(xué)性能主要受孔隙率、孔徑分布和孔形貌影響。Li等采用EPS模板結(jié)合凝膠注模法制備了大孔 Si₃N₄ 陶瓷，系統(tǒng)研究了EPS模板加熱時(shí)間和 Si₃N₄ 漿料固含量對(duì)性能的影響[22]。結(jié)果表明：延長(zhǎng)模板加熱時(shí)間（ 30～90 min ）可使大孔隙尺寸從 400μm 減小至 300μm 同時(shí)抗壓強(qiáng)度從 12.1MPa 提高到 15.3MPa ;提高漿料固含量則可在保持平均孔徑 320μm 不變的情況下，使抗壓強(qiáng)度從 2.79MPa 顯著增加至16.74 MPa[22]

孔徑與窗口尺寸協(xié)同效應(yīng)：小孔徑（370μm ）與窄窗口尺寸（ 20μm ）可降低應(yīng)力集中，使壓縮強(qiáng)度提升，而彎曲強(qiáng)度主要受窗口尺寸影響，與孔徑無(wú)關(guān)[16]

仿生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：受骨骼多級(jí)孔結(jié)構(gòu)啟發(fā)，Wegst等提出引入納米級(jí)微孔以分散應(yīng)力，但該策略在氧化鋁陶瓷中尚未實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用[23]Deng等通過(guò)泡沫-凝膠注模法制備了孔隙率為

67.0% 的多孔莫來(lái)石陶瓷，其分級(jí)孔結(jié)構(gòu)使抗壓強(qiáng)度提升至 41.3MPa^[24] ，為仿生設(shè)計(jì)提供了參考。

2.2.2 功能性能設(shè)計(jì)

通過(guò)組成和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可賦予多孔陶瓷特殊功能。Hong等將多孔PZT陶瓷嵌人1-3型PZT-聚合物復(fù)合材料中，顯著提升了材料的靜水壓優(yōu)值（HFOM）。有限元分析表明，當(dāng)孔隙率達(dá)到 12% 時(shí)，復(fù)合材料的 d₃₃ 和 d₃₁ 系數(shù)分別降低 15% 和 20% ，但由于 d₃₁ 的下降更為顯著，HFOM值提升至 4050×10^-15Pa^[25] 。這種性能優(yōu)化使材料在水聲傳感器等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價(jià)值。

3多孔陶瓷的應(yīng)用研究

3.1 吸附過(guò)濾材料

多孔陶瓷因其優(yōu)異的吸附過(guò)濾性能，被廣泛應(yīng)用到重金屬離子吸附領(lǐng)域。劉麗艷等以二氧化錳改性硅藻土為原料，泡沫浸漬工藝犧牲模板法制備多孔陶瓷用于吸附過(guò)濾處理含固體顆粒的重金屬?gòu)U水，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)改性后硅藻土基多孔陶瓷對(duì)質(zhì)量濃度為 10mg/L 的含鋅溶液中 Zn²⁺ 的去除率高達(dá) 71.23%^[26] （204

3.2 生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用

多孔陶瓷在骨組織工程中展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)Li等制備的大孔 Si₃N₄ 陶瓷具有 320μm 的平均孔徑和 16.74MPa 的抗壓強(qiáng)度[22]，與人體松質(zhì)骨的力學(xué)性能相匹配。

3.3 能源與環(huán)境領(lǐng)域

Bai等以地質(zhì)聚合物為前驅(qū)體，通過(guò)反應(yīng)性乳液模板法在 1100°C 低溫下制備了多孔SiC/堇青石復(fù)合材料。該材料總孔隙率達(dá) 81.86% ，開(kāi)孔孔隙率 79.78% ，抗壓強(qiáng)度 1.96MPa ，抗彎強(qiáng)

山東陶瓷

度 1.16MPa^[27] 。研究表明，SiC 的高溫氧化產(chǎn)生了 SiO₂ 原位結(jié)合相，這是材料在低溫下獲得較高強(qiáng)度的關(guān)鍵因素[27]。這種材料在高溫過(guò)濾和催化劑載體領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。

4展望

多孔陶瓷以其可控的三維孔結(jié)構(gòu)，集成耐高溫、高比表面積等特性，在多領(lǐng)域展現(xiàn)關(guān)鍵應(yīng)用價(jià)值?？捉Y(jié)構(gòu)調(diào)控技術(shù)的手段有很多，如造孔劑法、顆粒堆積法、3D打印、生物模板法等。

未來(lái)研究應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方向：一是發(fā)展多尺度計(jì)算模擬方法，實(shí)現(xiàn)多孔陶瓷結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)；二是開(kāi)發(fā)綠色低成本的制備工藝；三是探索多孔陶瓷在新能源、環(huán)境治理等新興領(lǐng)域的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]ZHANGF，LIZ，XUM，et al.Areview of3Dprinted por ous ceramics［J].Journal of the European Ceramic Society，2022，42（8） ：3351-3373.

[2]王思群 .β -TCP多孔生物陶瓷軟骨組織工程支架的 研發(fā)及應(yīng)用研究[D].上海：復(fù)旦大學(xué)，2009：5.

[3]ARAUJO SAR，LORETO A C，WERMUTH TB，et al. Porous ceramic supported TiO₂ nanoparticles：enhanced photocatalytic activity for RhodamineB degradation[J]. Boletin de la Sociedad Espanola de Cerámica y Vidrio， 2020，59（6）： 230-238.

[4]孫朋，李宇，郭占成.用不同粒度顆粒與添加造孔劑 制備鋼渣多孔陶瓷吸聲材料[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2015， 43（6） ：753-764.

[5]王曉剛，樊子民.電致發(fā)熱SiC多孔陶瓷制備工藝與 性能研究[J].硅酸鹽通報(bào)，2004，23（6）：106-109.

[6]潘進(jìn)文，姜洪義 ??ρ-Al₂0₃ 復(fù)合鋁酸鈣水泥燒結(jié)助劑 對(duì)多孔碳化硅陶瓷性能的影響［J].耐火材料，2024， 58（5） ：376-380.

[7]張凌飛，王修濤，雷煜，等.SiC 納米線/多孔SiC復(fù)合 陶瓷膜的制備及其孔徑特征［J].建材世界，2024，45 （4） ：6-8.

[8]周小楠，張建飛，黃鑫，等.多孔重結(jié)晶碳化硅陶瓷的 燒結(jié)頸結(jié)構(gòu)調(diào)控與力學(xué)性能［J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2019， 47（9） ：1208-1213.

[9]LIU J，TANG W，YANG L，et al.Fabrication of lightweight， high-strength Al2O3 -B2O3Scaffolds with enhanced adsorption properties via extrusion-based 3D printing[J/ OL].Journal of the European Ceramic Society，2025，45 （5）：1-5[2025-05-08].https：//doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2024.117161.

[10] YANG Z， YU J，LI C，et al.Preparation of textured porous AlO3 ceramics by slip casting in a strong magnetic field and its mechanical properties[J].Crystal Research amp; Technology，2015，50（8）：645-653.

[11]BARTONICKOVA E，SVEC J，DLABAJOVA L，et al. Tailoring microstructure and properties of porous mullite-based ceramics via sol-gel impregnation[J]. Ceramics International，2025，51（5） ：5505-5513.

[12]劉遠(yuǎn).鋁灰網(wǎng)狀陶瓷/酚醛改性環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料 制備及性能研究［D].桂林：桂林理工大學(xué)，2023： 22-23.

[13]張鳳春，劉笑，陳桂錠，等.有機(jī)模板孔徑和燒結(jié)溫 度對(duì) SiC 泡沫陶瓷結(jié)構(gòu)和性能影響[J].陶瓷學(xué)報(bào)， 2024，45（3） ：549-557.

[14]譚佳.落葉松木質(zhì)基多孔泡沫材料的制備及表面功 能化改性研究［D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2023：1.

［15]余沁堃.基于植物纖維模板的中空隔熱陶瓷纖維的 制備及表征［D].南京：南京理工大學(xué)，2018：17 -20.

[16] ZHANG M，LI X， ZHANG M，et al.High-strength macro -porousalumina ceramicswith regularly arranged pores produced by gel-casting and sacrificial template methods[J/OL].Journalof Materials Science， 2019，54（14） ：10119-10129[2025-05-08].https ：//

doi.org/10.1007/s10853-019-03576-8.

[17]DU D F，SUN C W，GUO X R，et al.Preparation of Al₂O₃ porous ceramics from the sacrificial biomass templatemethod[J].MaterialsScience，Ceramics，2024，68（3）：409-419.

[18]杜貽昂，張韻鉑，宋曲之，等.先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備氮化硼陶瓷纖維研究進(jìn)展[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2024，52（9）：2875-2888.

[19]張冰玉，王嶺，王曉猛，等.不同先驅(qū)體制備C/SiC復(fù)合材料及其浸漬行為［J].無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)，2020，35（9） ：1017-1022.

[20]劉洪麗，李樹(shù)杰，張聽(tīng)，等.采用 SiC/Si₃N₄ 陶瓷先驅(qū)體連接反應(yīng)燒結(jié)SiC[J].稀有金屬材料與工程，2005，34（9）：1469-1472.

[21]李天昊，張健寧，何流，等.含燒結(jié)助劑氮化硅陶瓷粉體的先驅(qū)體法制備及其燒結(jié)［J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2024，52（9） ：2767-2772.

[22]LI F，LI J，ZHI Q，et al.Fabrication of macro-poroussilicon nitride ceramicsby bonded EPS ball templateand gel-casting method[J].Ceramics International，

ZUZJ ，JI（J） ：0100-01/5.

[23]WEGST U G K，BAI H，SAIZ E，et al.Bioinspired structuralmaterials[J].Naturematerials，2O15，14 （1） ：23-36.

[24] DENG X，RAN S，HAN L，et al.Foam-gelcasting preparation of high-strength self-reinforced porous mullite ceramics[J].Journal of the European Ceramic Society， 2017，37（13）：4059-4066.

[25]HONG I G，SHIN H Y，KIM J，et al.Improved hydrostatic piezoelectric property via incorporation of porous PZT ceramics into 1-3 type PZT-polymer composites： design to fabrication[J].Journal of the European Ceramic Society，2025，45（4） ：117046.

[26]劉麗艷，姜子健，劉戰(zhàn)劍.二氧化錳改性硅藻土基多 孔陶瓷吸附過(guò)濾性能研究[J].天津大學(xué)學(xué)報(bào)（自 然科學(xué)與工程技術(shù)版），2025，58（4）：406-413.

[27]BAI C，MAC，WANGX，etal.Low-temperature fabrication of porous SiC/cordierite composite ceramics from open-celled porous geopolymers[J].Ceramics International，2025，51（4） ：4158-4167.

（責(zé)任編輯：王軍輝）