多孔陶瓷制作工藝及未來發展展望

余昌江(杭州諾貝爾集團有限公司， 浙江 杭州 311199)

多孔陶瓷制作工藝及未來發展展望

余昌江(杭州諾貝爾集團有限公司， 浙江 杭州 311199)

多空陶瓷憑借其穩定性、耐熱性等性能，逐漸成為陶瓷領域的研究重點，并且其應用領域也在不斷拓寬。為了進一步完善多孔陶瓷制作工藝，促進其實現科學、持續發展，我們應當對其不斷展開研究與探索。基于此，本文在參閱大量相關研究文獻的基礎上，結合筆者實踐工作經驗，主要從多孔陶瓷制作工藝入手，闡述了其在未來的發展趨勢。

多孔陶瓷；制作工藝；發展展望

隨著科技的發展，多孔陶瓷的制備技術得到了長足的進步，其應用領域也逐步被拓寬。多孔陶瓷憑借著較高的耐熱性、穩定性、剛度等特點在節能、環保、石油化工、食品、冶煉以及制藥等領域都受到了廣泛的重視。目前來說，多孔陶瓷的制備工藝較為多樣，主要分為模板合成工藝、冷凍干燥工藝、梯度構造工藝以及凝膠注模工藝等。

1 多孔陶瓷制作工藝簡述

(1)模板合成工藝 模板合成工藝就是把陶瓷前驅體注入到多孔結構的模板之中，從而使得生成的陶瓷具有和模板相同的結構和形貌。這種制作工藝在二十世紀六十年代就已經產生，在金屬熔融過濾用多孔陶瓷的制作中仍廣泛應用。該工藝所使用的模板材料多樣，既可以是人工合成材料，也可以是木材、松木等天然材料。

(2)冷凍干燥工藝 這種工藝在制作多孔羥基磷灰石材料方面具有明顯的優勢，其制作流程主要如下：首先低溫凍結水溶性或者含有硅膠材料的陶瓷漿料，經過一定的脫模、升華等過程后即可獲取胚體，胚體再進行燒結熱處理后即可獲取多空陶瓷。這種工藝可以控制初始陶瓷漿料的溫度與濃度，從而實現對多孔陶瓷性能的控制，因而在各類需要精度的陶瓷元件制作中具有較高的優勢。

(3)梯度構造工藝 梯度構造工藝制作出的多孔陶瓷其出孔率可以得到有效控制，并且其孔徑大小也能隨著材質結構呈特定方向的變化。一般來說這類陶瓷可以按照氣孔分布分為階梯氣孔梯度陶瓷和連續氣孔梯度陶瓷兩類。

(4)凝膠注模工藝 凝膠注模工藝通過使用有機單體或者少量的添加劑產生化學反應，待其反應成型之后就形成具有一定均勻性和強度的胚體，再將胚體加工燒制即可形成。凝膠注模工藝形成的多孔陶瓷在醫療領域應用較多，因其特點可以作為人體植入物。但是需要注意的是要選擇好反應單體，否則將影響產品的強度。

2 多孔陶瓷未來發展趨勢展望

(1)優化工藝配方及工藝過程，提高材料氣孔的均勻性 衡量多孔陶瓷性能的指標之一就是氣孔率以及孔徑，在強度一致的情況下，單位面積內流體面積透過的阻力越低，其過濾效率也就越好。多孔陶瓷需要進一步優化工藝配方以及制作過程，將材料的孔隙率不斷提高，從而提高氣孔的均勻程度。研究方向就是將陶瓷纖維引入陶瓷基體之內，進而提高陶瓷的高空隙率。

(2)進一步降低成本，制作大尺寸多孔陶瓷 當前時期的多孔陶瓷制備和使用成本依然很高，這導致其無法大面積推廣。隨著大斷面陶瓷過濾器應用范圍的不斷擴大，陶瓷過濾元件的規格與尺寸也進一步增加，這也給多孔陶瓷制備的成本控制帶來了極大的壓力。所以未來發展多孔陶瓷需要探索新的制備工藝，并要盡量控制制備成本并增大多孔陶瓷制品的尺寸。

(3)應用陶瓷膜的表面修復技術制備大尺寸陶瓷膜材料 以目前的技術和設備來說，制備大尺寸且無缺陷的陶瓷膜材料還有一定的困難，導致其很難在應用領域推廣。為此今后多孔陶瓷的研究方向需要從陶瓷膜的表面修復技術以及在線檢測技術入手，提高制備大尺寸無缺陷陶瓷膜的技術水平。

(4)多功能性多孔陶瓷復合材料的開發 雖然多孔陶瓷性能較強，但是其應用比較單一，只能作為過濾材料使用。今后的研究方向之一就是研究多孔陶瓷的復合技術，實現多孔陶瓷的多功能性，就可以進一步擴大多孔陶瓷材料的適用范圍。比如微孔制備技術與納米抗菌功能相結合，研發出具有抗菌與凈化功能的多孔陶金屬復合技術等。

(5)加強應用技術研究，提高多孔陶瓷的產業化水平 多孔陶瓷的研究方向還應包括多孔陶瓷材料的應用性能上，不斷深化改革，實現多孔陶瓷在過濾技術、材料清洗與再生技術等系統產業的在優化，實現多孔陶瓷材料的產業化水平。這就要求我國能夠搭建應用研究平臺，實現企業間的強強聯合，推動其交流與合作，實現產業化水平的飛速提高。

3 結語

綜上所述，隨著多孔陶瓷的制備工藝得到發展與改善，多孔陶瓷的制作效率與質量也有所提高。目前，隨著多孔陶瓷制作工藝的不斷完善，其應用領域也在不斷拓展，這就需要我們進一步關注其在陶瓷領域的發展前景，不斷鉆研與探索，進一步改善多孔陶瓷的制造工藝，實現多空陶瓷領域的新發展。

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