多孔陶瓷材料应用及制备的研究进展.pdf

材料导报年月第卷第期

多孔陶瓷材料应用及制备的研究进展‘

韩永生李建保魏强民

新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室,清华大学材料系,北京

摘要回顾了多孔峋瓷材料传统的应用领域和制备方法,总结和归纳了多孔陶瓷材料新的应用领域和新的制
备方法,指出了当前多孔陶瓷材料的研究热点和今后所要解决的问题。
关键词多孔陶瓷泡沫陶瓷气孔

,,,

,

,,

多孔陶瓷中闭气孔的存在,降低了其放热效率,减少了热

前言,、
传播中的对流使多孔陶瓷具有热传导率低抗热震性能优良
多孔陶瓷由于具有透过性高、比表面积大、低密度、低热等特性,是一种理想的耐热材料。由多孔陶瓷制作的典型耐热
传导率以及耐高温、耐腐蚀等优点而被应用于汽车尾气处理,材料为耐热砖,其材质可为、及镁盐、钙盐等,使用温
工业污水处理,熔融金属过滤,催化剂载体,隔热隔音材料等度高达月。目前,世界上最好的隔热材料正是这类材

、、
近年来,多孔陶瓷的应用领域又扩展到航空领域电子领域料,称之为“超级绝热材料”,被应用于飞机外壳的隔热及导弹

。
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头的强迫发汗。
起了全球材料界的高度重视,并得到了较快的发展,每年这方噪音是一种环境公害,交通噪音使人不愉快、降低工效、
面的专利都有近百篇,而且有逐年增长的趋势。为了得到不同影响睡眠、有碍健康,严重时有引起听力障碍的危险,因此研
性能的多孔陶瓷,各种制备方法被相继提出,如添加造孔剂究和开发吸音材料是一件关系到人民身体健康的大事。多孔

。
法,有机泡沫浸渍法,溶胶凝胶法,热压法,离子交换法等在陶瓷由于具有开口气孔和连通气孔,当声波传入时,气孔内空
本文中,作者结合自身的多孔陶瓷制备工作,对多孔陶瓷的应气受力振荡,但由于气孔很小,空气在气孔内的震动会受到摩

。
用现状和制备技术进行了综述和分析擦和阻碍,导致声波的传播受到抑制,声音震动衰减,大部分
的声能转化为热能,从而起到吸声的作用。北京清华大学化工
传统应用领域
系研制成功的膨胀型珍珠岩装饰吸音板可用于房屋天花板的
多孔陶瓷的应用开始于世纪年代,当时仅被用作装饰,其主要性能为抗弯强度达,平均吸音系数为
铀提纯材料和细菌过滤材料,后来,随着多孔陶瓷使用范围的,这种膨胀型珍珠岩装饰吸音板是中低档住宅、会议厅、

、、。
不断扩大,它被逐渐应用于过滤隔热吸音及催化领域公共场所的理想内装饰材料,具有良好的发展前景。

、
多孔陶瓷由于具有热震稳定性化学稳定性和抗金属冲多孔陶瓷较大的比表面积,在作为催化剂载体时,增加了
刷性等优点而被用作熔融金属的过滤器,其常用的材质有催化剂有效的接触面积,提高了催化效率。另外,多孔陶瓷又

、、、
莫来石和镁铝尖晶石等,材质的选择取决于具有耐热、耐药、不污染、硬度高、成本低等优点,因此,它被广
被过滤的金属,一般来说,以被过滤金属的氧化物来制备相血泛应用于石油、食品卫生、环保等催化工艺中,特别是应用于
的多孔陶瓷,如金属铝的过滤多用或莫来石质多孔陶汽车的尾气处理中。汽车的尾气是城市空气的重要污染源,人
瓷〕而铁或铁合金的过滤则多用质多孔陶瓷,并且们对汽车尾气处理的呼声越来越高,目前,汽车尾气处理的核
这种多孔陶瓷的添加剂中尽量避免磷酸盐,因为磷酸盐易于心部件是以多孔陶瓷为催化载体的催化氧化系统,在这个系
与铁液反应,析出单质磷,并传递到铁铸件中,影响铸件的机统中,多孔陶瓷的引入,大大提高了尾气处理系统的催化效
械性能。率、排气效率以及使用寿命。

·
国家自然科学基金资助项目,

·
韩永生男,岁,清华大学材料系博士研究生电话一传真一一。
多孔陶瓷材料应用及制备的研究进展韩永生等

的一些学者川根据和可以填充较大的骨缺损但无

新应用领域,
刺激新骨形成而磁场可以刺激原始细胞的分化但不能完成
随着多孔陶瓷潜在的性能不断被人们认识和开发,其应较大骨缺损连接的特性,设计并研制了磁性多孔磷酸三钙陶

、、
用领域也逐渐扩大,由过滤热工等领域逐渐扩展到电子光瓷人工骨材料,经生物相容性和成骨实验表明,
电及生物化学领域,关于多孔陶瓷在新领域的应用的报道很生物相容性好、无毒且能刺激新骨的生成。
多际‘〕,其应用实例归纳起来大致分为三种,即传感器,生物材微孔膜

。
料和微孔膜陶瓷分离膜所具有的耐高温、耐酸碱、抗生物侵蚀、不老
传感器化、寿命长等优点已被人们所认识,并被开发应用于食品工
一些多孔陶瓷如氧化铝基多孔陶瓷被用作湿度传感业、生物化工、能源工程、环境工程、电子技术等领域。随着材
器,他们的工作原理是,空气中的水被吸附到多孔的表面上,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
引起了材料的电导的变化,即空气湿度越大,多孔陶瓷吸附的前研究的热点。日本技术学院研制了一种磷酸钦微
水层越厚,则传感器的