泡沫陶瓷

多孔陶瓷的應用領域又擴展到航空領域、電子領域、醫(yī)用材料領域及生物化學領域等。多孔陶瓷的廣泛應用已引起了全球材料界的高度重視，因此，制備高強度、孔徑均勻、性能穩(wěn)定、高度有序的泡沫陶瓷體，拓寬和開發(fā)泡沫陶瓷在國內各行業(yè)中的應用，無疑是十分必要的。

1.發(fā)泡法：采用發(fā)泡反應的方法，可以制備形狀復雜的泡沫陶瓷制品，以滿足一些特殊場合的應用；在陶瓷粉料中加入適當的陶瓷纖維，可改善這一工藝，有效增加坯體在燒結過程中的強度，避免粉化和塌陷。

2.溶膠凝膠法：溶膠凝膠法主要用來制備孔徑在納米級的微孔陶瓷材料，該方法經改進后也可以制備高規(guī)整度泡沫陶瓷材料。運用溶膠凝膠技術制備泡沫材料，在溶膠向凝膠的轉化過程中，體系的粘度迅速增加，從而穩(wěn)定了前期產生的氣泡，有利于發(fā)泡。該工藝與其他工藝相比有其獨特之處，它還可以制備孔徑在納米級、氣孔分布均勻的泡沫陶瓷薄膜，正成為無機薄膜制備工藝中最為活躍的研究領域。

3.添加造孔劑法：通過在陶瓷配料中添加造孔劑，利用造孔劑在坯體中占據一定的空間，然后經過燒結，造孔劑離開基體而形成氣孔來制備泡沫陶瓷。造孔劑顆粒的形狀和大小決定了泡沫陶瓷材料氣孔的形狀和大小。其成型方法主要有模壓、擠壓、等靜壓、軋制、注射和粉漿澆注等。利用這種方法可以制得形狀復雜、氣孔結構各異的材料，但氣孔分布的均勻性較差。

4.有機前驅體浸漬法：泡沫陶瓷最理想的制備方法是有機前驅體浸漬法。用此種成型方法制備的泡沫陶瓷已在多個領域廣泛應用，取得了較為明顯的效果。進一步控制漿料性能，適當優(yōu)化無機粘結劑體系，并嚴格控制漿料浸漬等工藝過程，可以提高泡沫陶瓷制品的性能。所選用的有機泡沫體的網眼尺寸是有限的，制約了所得泡沫陶瓷材料的孔徑和結構。

泡沫陶瓷材料的發(fā)展始于20世紀70年代，是一種具有高溫特性的多孔材料。其孔徑從納米級到微米級不等，氣孔率在20%～95%之間，使用溫度為常溫～1600℃ 。

泡沫陶瓷一般可以分為兩類，即開孔（網狀）陶瓷材料以及閉孔陶瓷材料，這取決于各個孔穴是否具有固體壁面。如果形成泡沫體的固體僅僅包含于孔棱中，則稱之為開孔陶瓷材料，其孔隙是相互連通的；如果存在固體壁面，則泡沫體稱為閉孔陶瓷材料，其中的孔穴由連續(xù)的陶瓷基體相互分隔。但大部分泡沫陶瓷既存在開孔孔隙又存在少量閉孔孔隙。一般來說孔隙的直徑小于2nm的為微孔材料；孔隙在2～50nm之間的為介孔材料；孔隙在50nm以上的為宏孔材料。

自1978年美國發(fā)明了利用氧化鋁、高嶺土等陶瓷料漿成功研制出泡沫陶瓷，用于鋁合金鑄造過濾之后，英、日、德、瑞士等國家競相開展了研究，生產工藝日益先進，技術裝備越來越向機械化、自動化發(fā)展，已研制出多種材質，適合于不同用途的泡沫陶瓷過濾器，如Al2O3、ZrO2、SiC、氮化硅、硼化物等高溫泡沫陶瓷，有的還加入了一定的礦物，如莫來石、堇青石、粉煤灰、煤矸石等，產品已系列化、標準化，形成了一個新興產業(yè)，其分類如表所示。

中國在20世紀80年代初開展泡沫陶瓷研究工作。近20年來，先后有十幾家科研機構和廠家報道了泡沫陶瓷制品的研究。但是中國的泡沫陶瓷從整體技術水平上與國外相比還有一定的差距。泡沫陶瓷是具有三維空間網架結構的高氣孔率的多孔陶瓷體，其造型猶如鋼化了的泡沫塑料或瓷化了的海綿體。由于它具有氣孔率高、比表面積大、抗熱震、耐高溫、耐化學腐蝕及良好的機械強度和過濾吸附性能，可廣泛應用于熱交換材料，布氣材料，汽車尾氣裝置，凈化冶金工業(yè)過濾熔融態(tài)金屬，熱能回收，輕工噴涂行業(yè)，工業(yè)污水處理,隔熱隔音材料，用作化學催化劑載體，電解隔膜及分離分散元件等 。

1.凝膠注模工藝美國橡樹嶺國家實驗室首次提出了凝膠注模工藝（Gel-casting），它是一種被廣泛應用的新型成型方法。這種新的成型技術采用非孔模具，利用料漿內部或少量添加劑的化學反應使陶瓷料漿原位凝固形成坯體，獲得具有良好微觀均勻性和較高密度的素坯，從而顯著提高材料的可*性。Gel-casting工藝可以使懸浮體泡沫化，而且能使液體泡沫原位聚合固化。作為制備多孔陶瓷的一種新型方法，懸浮體泡沫化是最經濟的，原位聚合固化所形成的素坯具有內部網狀結構，強度較高。

2.自蔓延高溫合成工藝自蔓延高溫合成（Self-propagatingHigh-tempera-tureSynthesis,SHS）方法的概念是由前蘇聯(lián)科學家A.G.Mazhanov在1967年首先提出來的。SHS的本質是一種高放熱無機化學反應，其基本反應過程是：向體系提供必要能量（點火），誘發(fā)體系局部產生化學反應，此后，這一化學反應過程在自身放出的高熱量的支持下繼續(xù)進行，最后將燃燒（反應）波蔓延到整個體系，從而制備出所需的陶瓷材料。材料的SHS技術以其高效、節(jié)能、經濟和所得材料的良好性能特點而倍受重視。另外，SHS反應產物通常具有很高的孔隙率，用這一特點可用來制備具有多孔連續(xù)網絡結構的陶瓷材料，通過添加造孔劑可進一步提高產物的連通開放孔隙率。此外，還有諸如泡沫前體反應法、有機泡沫堆積法、顆粒堆積工藝、水熱-熱靜壓工藝、微波加熱工藝、分相濾出法、固-氣共晶法、木材熱解構架法等泡沫陶瓷制備方法 。

泡沫陶瓷過濾塊，一種用來過濾金屬液中的非金屬夾雜物，提高金屬液純凈度的多孔陶瓷。效果優(yōu)于使用其他材料，廣泛用于鋁合金鑄造，也可用于其他合金。

2017年2月28日，《外墻外保溫泡沫陶瓷》發(fā)布。

2018年1月1日，《外墻外保溫泡沫陶瓷》實施。