多孔氧化鋁陶瓷的制備方法

已知“孔隙結構”是影響多孔氧化鋁陶瓷材料應用的主要因素之一，而孔隙結構的形成主要取決于制備工藝與技術，其中以成型方法最為關鍵。因此下面便來了解一下都有哪些工藝可供選擇。

1、擠出成型工藝

將制備好的泥條通過一種預先設計好的具有蜂窩網格結構的模具擠出成型，經過高溫燒結處理后就可以得到典型的多孔陶瓷材料，即蜂窩陶瓷。其基本工藝流程為∶配料→球磨→陳腐 →成型→干燥→燒結，該工藝的優點為可以根據實際需要對多孔陶瓷體的孔形狀以及孔徑大小進行精確設計，其缺點是不能制備復雜孔道結構以及小尺寸孔洞的多孔材料，同時對從模具中擠出的坯料的塑性有較高要求。

2、顆粒堆積成孔工藝

依靠粗顆粒之間的堆積及利用顆粒結合部形成的微孔結構。粗的顆粒靠細粒熔化粘合，也可以加入易熔的粘結劑使粗顆粒與細顆粒結合。這種工藝可通過調整顆粒級配從而對孔洞結構進行控制，制品的孔隙率一般為20%~30%左右，若在坯料中加入碳粉、木屑、石墨、淀粉、塑料等造孔劑，高溫下使其揮發或燃盡可將整體孔隙率提高至75%左右。

3、添加造孔劑工藝

添加造孔劑工藝是通過在陶瓷坯料中添加占據一定空間的造孔劑，經過高溫燒結后，造孔劑離開陶瓷基體留下孔洞而形成多孔結構的陶瓷。該工藝可通過改變造孔劑的種類、造孔劑顆粒的形狀、粒徑以及制備工藝來精確設計制品的孔洞大小、孔道結構及分布情況，但其缺點是難以獲得高氣孔率制品。

4、溶膠凝膠法

溶膠-凝膠法（sol-gel）是指用含高化學活性組分的化合物作為前驅體，在液相下將這些原料充分混合均勻，然后使其進行水解、縮合化學反應，反應后會在溶液中形成穩定的透明溶膠，溶膠體經過緩慢聚合，形成三維空間結構的凝膠體。凝膠形成后，經過干燥、燒結固化處理，制備出分子甚至納米結構的材料。再根據所需獲得的多孔陶瓷材料的性能需求，將前軀體進行水解、溶膠、凝膠、老化和干燥，最終通過熱處理工藝使材料成型。

5、冷凍-干燥法

冷凍-干燥法是在控制冰生長方向的同時完成水基陶瓷漿料的凍結，然后在低壓下干燥使冰升華而得到多孔陶瓷材料的一項新技術。該法具有收縮率小、燒結過程容易控制、孔密度范圍大、較高的機械強度和環境適應性強等特點。

6、凝膠注模工藝

凝膠注模技術是一種新開發出的多孔陶瓷材料成型技術，這種新的成型技術采用的是非多孔結構模具，將配好的漿料注入模具后，利用漿料內部或少量添加劑的原位化學反應作用使陶瓷漿料原位凝固形成坯體，獲得具有良好微觀均勻性和較高密度的坯體，從而顯著提高制品的機械強度和力學性能。凝膠注模工藝的主要特點有：①漿料中固體含量高，制品顯微結構均勻；②凝固時間可調，材料力學性能好；③工藝簡單、成本低，適合大批量生產。