泡沫陶瓷材料泡沫陶瓷材料的发展始于20世纪70年代,是一种具冇高温特性的多孔材料其 孔径从纳米级到微米级不等，气孔率在20%〜95%之间，使用温度为常温〜1600°C目录类别国外发展概况我国发展状况应用传统制备方法新兴工艺泡沐陶瓷的应用英文类别国外发展概况我国发展状况应用传统制备方法新兴工艺泡沫陶瓷的应用英文展开编辑本段类别泡沫陶瓷一般可以分为两类，即开孔（网状）陶瓷材料以及闭孔陶瓷材料, 这取决于各个孔穴是否具有固体壁面如果形成泡沐体的固体仅仅包含于孔 棱中，则称之为开孔陶瓷材料，其孔隙是相互连通的；如果存在固体壁面，则 泡沐体称为闭孔陶瓷材料，其中的孔穴由连续的陶瓷基体相互分隔但大部 分泡沫陶瓷既存在开孔孔隙又存在少量闭孔孔隙一般来说孔隙的直径小于 2nm的为微孔材料;孔隙在2〜50nm之间的为介孔材料;孔隙在50nm以上的 为宏孔材料编竝段国外发展概况自1978年美国发明了利用氧化铝、高岭土等陶瓷料浆成功研制出泡沫 陶瓷，用于铝合金铸造过滤之后，英、日、徳、瑞士等国家竞相开展了研究， 生产工艺日益先进，技术装备越来越向机械化、自动化发展，已研制出多种材 质，适合于不同用途的泡沫陶瓷过滤器，如A1203、Zr02. SiC、氮化硅、硼 化物等高温泡沫陶瓷，有的还加入了一定的矿物，如莫来石、堇青石、粉煤灰、 煤肝石等，产品已系列化、标准化，形成了一个新兴产业，其分类如表所示。
编辑本段我国发展状况我国在20世纪80年代初开展泡沫陶瓷研究工作近20年来，先后有十 几家科研机构和厂家报道了泡沫陶瓷制品的研究但是我国的泡沫陶瓷从整 体技术水平上与国外相比还有一定的差距泡沫陶瓷是具有三维空间网架结 构的高气孔率的多孔陶瓷体，其造型犹如钢化了的泡沫塑料或瓷化了的海泡 沫陶瓷的分类材料类型骨料耐蚀性温度（°C）高硅质硅酸盐材料瓷渣 耐水性，耐酸性700铝硅酸盐材料粘土熟料耐弱碱，耐酸性1 000刚玉 金刚砂材料电熔刚玉耐水性，耐酸性1 600硅藻土质粘土耐水性，耐酸 性 低温 绵体由于它具有气孔率高、比表而积大、抗热震、耐高温、耐化 学腐蚀及良好的机械强度和过滤吸附性能，可广泛应用于热交换材料，布气 材料，汽车尾气装置，净化冶金工业过滤熔融态金属，热能冋收，轻工喷涂行 业，工业污水处理，隔热隔音材料，用作化学催化剂载体，电解隔膜及分离分 散元件等编辑本段应用近年來，多孔陶瓷的应用领域又扩展到航空领域、电了领域、医用材料 领域及生物化学领域等多孔陶瓷的广泛应用已引起了全球材料界的高度重 视，因此，制备高强度、孔径均匀、性能稳定、高度有序的泡沫陶瓷体，拓宽 和开发泡沫陶瓷在国内各行业中的应用，无疑是十分必要的。
编辑本段传统制备方法1.1发泡法：采用发泡反应的方法，可以制备形状复杂的泡沫陶瓷制品, 以满足一些特殊场合的应用；在陶瓷粉料中加入适当的陶瓷纤维，可改善这 一工艺，有效增加坯体在烧结过程中的强度，避免粉化和塌陷1.2溶胶凝胶法：溶胶凝胶法主要用来制备孔径在纳米级的微孔陶瓷材 料，本方法经改进后也可以制备高规整度泡沫陶瓷材料运用溶胶凝胶技术 制备泡沫材料，在溶胶向凝胶的转化过程中，体系的粘度迅速增加，从而稳定 了前期产生的气泡，有利于发泡1.3添加造孔剂法：通过在陶瓷配料中添加造孔剂，利用造孔剂在坯体 中山据一定的空间，然后经过烧结，造孔剂离开基体而形成气孔来制备泡沫 陶瓷造孔剂颗粒的形状和大小决定了泡沐陶瓷材料气孔的形状和大小 其成型方法主耍有模压、挤压、等静压、轧制、注射和粉浆浇注等利用这 种方法可以制得形状复杂、气孔结构各异的材料，但气孔分布的均匀性较差1.4有机前驱体浸渍法：目前泡沫陶瓷最理想的制备方法是有机而驱体 浸渍法，其工艺流程如图所示用此种成型方法制备的泡沫陶瓷已在多个领 域广泛应用，取得了较为明显的效果进一步控制浆料性能，适当优化无机粘 结剂体系，并严格控制浆料浸渍等工艺过程，可以提高泡沫陶瓷制品的性能。
陶瓷粉料溶剂、添加剂一＞浆料制备有机泡沫体选择一＞预处理二二〉浸渍处理 一〉除去多余浆料一＞ 干燥一〉排除有机泡沫一〉烧成但是有机丽驱体浸渍法 工艺存在一个明显的缺陷，即制品的孔隙结构，尤其是孔径取决于所选有机 泡沫体的孔隙结构和孔径大小而目前所选用的有机泡沫体的网眼尺寸是有 限的，制约了所得泡沫陶瓷材料的孔径和结构朱新文等采用三维网状有机 泡沫为载体，先用浸渍工艺制备出高孔隙率且几乎没有堵孔的网眼坯子，经 排塑、预烧处理获得具有一定强度的预制体预制体的孔棱呈疏松多孔结构, 很好地解决了这个问题1.5溶胶2凝胶法：主要用来制备孔径在纳米级的微孔陶瓷材料同时 本方法经改进后也可以制备高规整度泡沫陶瓷材料运用溶胶2凝胶技术制 备泡沫材料，在溶胶向凝胶的转化过程中，体系的粘度迅速增加，从而稳定了前期产生的气泡，有利于发泡，该工艺与其他工艺相比有其独特 Z处，它还可以制备孔径在纳米级、气孔分布均匀的泡沫陶瓷薄膜，现在正成为无机薄膜制备工艺中 最为活跃的研究领域编辑本段新兴工艺2. 1凝胶注模工艺美国橡树岭国家实验室首次捉出了凝胶注模工艺 (Gel-casting),它是一种被广泛应用的新型成型方法。
这种新的成型技术采 用非孔模具，利用料浆内部或少量添加剂的化学反应使陶瓷料浆原位凝固形 成坯体，获得具冇良好微观均匀性和较高密度的素坯，从而显著捉高材料的 可*性Gel-casting I艺可以使悬浮体泡沫化，而且能使液体泡沫原位聚合 固化作为制备多孔陶瓷的一种新型方法，悬浮体泡沫化是最经济的，原位聚 合固化所形成的索坯具有内部网状结构，强度较高2.2 口蔓延高温合成工艺口蔓延高温合成(Sclf-propagatingHigh-tcmpcra-tureSynthesis, SHS)方法的概念是由前 苏联科学家A. G. Mazhanov在1967年首先提出來的SHS的本质是一种高放 热无机化学反应，其基本反应过程是：向体系提供必要能量(点火)，诱发体系 局部产生化学反应，此后，这一化学反应过程在自身放出的高热量的支持下 继续进行，最后将燃烧(反应)波蔓延到整个休系，从而制备出所需的陶瓷材 料材料的SHS技术以其高效、节能、经济和所得材料的良好性能特点而倍 受重视另外，SHS反应产物通常具有很高的孔隙率，用这一特点可用来制备 具有多孔连续网络结构的陶瓷材料，通过添加造孔剂可进一步提高产物的连 通开放孔隙率。
此外，还有诸如泡沫両体反应法、有机泡沫堆积法、颗粒堆 积工艺、水热-热静压工艺、微波加热工艺、分相滤出法、固-气共晶法、木 材热解构架法等泡沫陶瓷制备方法编辑本段泡沫陶瓷的应用 应用领域泡沫陶瓷的应用开始于19世纪70年代，当时仅被用作铀提纯材料和细 菌过滤材料随着泡沫陶瓷使用范围的不断扩大，其应用领域也逐渐扩大， 由过滤、热工等领域逐渐扩展到隔热、吸咅、电了、光电、传感、环境生物 及化学领域热点行业3.1微孔膜陶瓷分离膜所具冇的耐酸碱、耐侵蚀、耐高温、抗老化、使 用寿命长等优点已被人们所认识，并被开发应用于食品工业、生物化工、能 源工程、环境工程、电子技术等许多领域随着材料科学的发展，纳米级多 孔无机膜的制备和应用成为人们目前研究的热点3.2生物材料目前很多科研单位都在致力于多孔疑基磷灰石生物陶瓷 材料的研究用添加造孔剂和制作泡沫陶瓷的方法制备多孔轻基磷灰石生物 陶瓷，其相互连通的孔隙有利于组织液的微循环，促进细胞的渗入和生长0 前，研制出的泡沫陶瓷轻基磷灰石人工骨和义眼已经用于临床实验，引起了 医学界和材料学界的关注3.3食品、卫生行业用泡沫陶瓷材料泡沫陶瓷由于具有耐高温、耐腐蚀 和良好的生物、化学特性，因而可用于医药工业中的酶、病毒、疫苗、核酸、 蛋白质等生理活性物质的浓缩、分离、精制等。
在食品、饮料工业中，特别 适用于对色、香、味要求高的饮料及低度酒类的过滤，并可望在啤酒的生产 中发挥巨大的作用3. 4环境材料随着现代工业的发展，各行各业在生产中排放的有害气体 和废水也越来越多，如果处理不当，就会严重影响人类的生存环境，所以坯境 保护成为吋代的主题泡沫陶瓷在汽车催化转化器的应用已经有很长吋间 除臭用泡沫陶瓷催化器能使废水中有机溶剂、恶臭气体催化燃烧，达到除臭 净化的A的采用耐高温且有足够强度的抗热震性能的高渗透性泡沫陶瓷可 有效除去高温含尘气休城市污水处理过程中，泡沐陶瓷材料也成为曝气处 理所用材料3.5隔热材料泡沫陶瓷具有热传导率低、抗热震性能优良等特性，是一 种理想的耐热材料由泡沫陶瓷制作的典型耐热材料为耐热砖，其材质有 Zr02. SiC、镁盐及钙盐等，使用温度高达1600°C,是目前世界上最好的隔热 材料，称之为“超级绝热材料”，被应用于航天飞机外壳的隔热及导弹头的 强迫发汗等编辑木段英文［英文］:foamed ceramics［说明］:一种多孔而质的陶瓷如陶粒和轻质砖等在易熔的粘土等中 加入起泡剂如碳酸盐、煤粉、炭粒或木屑等，经混合、成型、干燥、烧成而 得具有高的机械强度和良好的绝热性能。
广泛用作轻质建筑材料和隔热材 料。