科技名词

多孔陶瓷

porous ceramics

定义：具有高孔隙率的陶瓷材料。常用于过滤、吸附、催化剂载体技术上。

学科：材料科学技术_无机非金属材料_陶瓷_先进陶瓷

相关名词：孔隙率 烧结 比表面积 过滤 吸附

【延伸阅读】

多孔陶瓷是一类特殊的陶瓷材料，其内部结构包含的大量微小孔隙，孔隙率可高达90%。这些孔隙可以是开放式的（相互连通的）或封闭式的（独立存在的），其比例、大小和分布直接影响多孔陶瓷的物理、化学和力学性能。这些孔隙赋予了多孔陶瓷材料独特的物理和化学性质，使其具有优异的过滤、隔热、吸附以及催化性能，因此被广泛应用于环境保护、生物医学、能源存储、化学工程等领域。

制造多孔陶瓷的一般工艺流程如下：首先，选择合适的原料和添加剂；然后，采用特定的制备工艺获得坯体；最后，通过烧结或固化过程形成具有一定孔隙结构的陶瓷材料。多孔陶瓷的孔径、孔隙率和孔隙结构可以通过调整原料配比、制备工艺和烧结条件来控制。

多孔陶瓷的制造方法主要有以下几种：

1.固相烧结法：利用陶瓷原料在高温下固化，形成稳定的多孔结构；

2.泡沫法：通过发泡剂产生气孔，随后烧结得到多孔材料；

3.溶胶-凝胶法：通过液相中的溶胶凝聚成网络结构，形成具有纳米尺度孔隙的陶瓷材料。

多孔陶瓷的主要特征包括：

1.低密度：多孔结构使得材料的密度大幅降低，有利于减轻结构质量；

2.高比表面积：孔隙结构提供了巨大的内外表面，有利于催化、过滤和吸附等应用；

3.良好的隔热和减振性能：孔隙结构能有效降低热传导和机械波传播。

近年来，多孔陶瓷在催化领域的应用得到了快速发展。例如，利用其高比表面积和独特的孔道结构，能够有效提高催化剂的反应效率。此外，在生物医学领域，多孔陶瓷也常用作骨替代材料，其孔隙结构有利于细胞的生长和组织的再生。随着制造技术的进步和对新型材料的不断探索，多孔陶瓷的性能和应用范围将继续扩展，尤其是在环境保护和能源领域中，多孔陶瓷有望发挥更加重要的作用。

（延伸阅读作者：深圳大学增材制造研究所 陈张伟教授）