采用直接发泡法制备高开孔结构的泡沫陶瓷

孙格格 郑玉 罗旭东 褚铭涵

（辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁 鞍山 114051）

引言

由于其独特的孔结构、低密度、高比表面积、优异的比强度和低导热系数等优异性能，泡沫陶瓷材料无论是作为结构材料还是功能材料，都在众多领域发挥着不可或缺的作用[1-2]。从拓扑角度来看，多孔陶瓷材料可分为封闭孔结构和开放孔结构。封闭的气孔结构通常使多孔材料具有较高的强度和较好的保温性能，而开放的气孔结构则使多孔材料具有较好的透气性[3]。到目前为止，多孔材料的制备方法主要选择了直接发泡法、复制法和加入成孔剂法三种方法[4-7]。众所周知，直接发泡法具有高气孔度和封闭气孔结构的特点，通常用于保温材料和轻质结构构件领域[8]。与多孔封闭的泡沫陶瓷相比，具有开孔型结构的泡沫陶瓷因其较高比的表面积而发挥着重要作用，主要应用于催化载体、过滤和吸附、生物工程等领域[9]。但该技术的一个主要缺点是多孔支架的机械强度不佳，在去除模板[3]的过程中很难避免支架中微裂纹的形成。

为了满足多功能的迫切要求，具有三维多孔结构和开放孔的多级孔陶瓷的设计和合成成为重要的研究课题。在当前可持续发展的大环境下，本研究结合直接发泡法和添加造孔剂法制备了具有多级开孔结构的泡沫陶瓷材料。首先，采用直接发泡法制备了含有颗粒和空心球的胶体泡沫陶瓷材料，该材料具有一定的泡沫结构。……