多孔氧化铝陶瓷不仅存在氧化铝陶瓷耐高温、耐腐化性好，同时存在多孔资料比名义积大、热导率低等精良特点，现已普遍利用于沾染分别、固定化酶载体、吸声减震跟传感器资料等众多范畴，在航天航空、能源、石油等范畴中也存在十分辽阔的利用前景。资料的机能与利用取决于其相组成跟微观结构，多孔氧化铝陶瓷恰是利用了氧化铝陶瓷固有属性跟多孔陶瓷的孔隙结构，其中影响孔隙结构的重要因素是制备工艺与技巧。

图1  多孔氧化铝陶瓷管

　　一、多孔氧化铝陶瓷的制备工艺

目前，多孔氧化铝陶瓷的制备工艺重要有增加造孔剂法、有机泡沫浸渍法、发泡法、颗粒沉积工艺、冷冻干燥法跟凝胶注模法。

1、增加造孔剂法

增加造孔剂法是制备多孔氧化铝陶瓷较为简单、经济的方法，该工艺是在氧化铝陶瓷生坯制备进程中加入固态造孔剂，而后通过烧结去除造孔剂留下气孔。增加造孔剂法制备多孔氧化铝陶瓷的要害在于造孔剂的品种跟数量，其次是造孔剂粒径大小。增加造孔剂的目标在于进步资料的气孔率，因此请求其不能与基体反应，同时在加热进程中易于消除且消除后无有害残留物质。

常用的造孔剂分为有机造孔剂跟无机造孔剂两大类，有机造孔剂重要有淀粉、松木粉、聚乙烯醇、聚乙二醇等；无机造孔剂重要有碳酸铵、氯化铵等高温可分解盐类跟各类碳粉。

图2  存在梯度散布孔的氧化铝陶瓷及 SEM 图片

增加造孔剂法制备多孔氧化铝陶瓷优点是：工艺简单，本钱低，易于大范围生产；毛病是：造孔剂作为第二相加入，与基体资料很难完全混淆均匀，轻易造成资料性质的不均匀。另外，造孔剂自身盘踞的空间有限，同时在烧结进程中会有烧结紧缩，因此个别造孔剂法所得到的多孔陶瓷的气孔率个别低于。

2、有机泡沫浸渍法

有机泡沫浸渍法是一种利用网络结构的有机泡沫浸渍陶瓷浆料，而后通过高温烧结去除有机载体，从而获得存在开孔三维网状多孔陶瓷的方法，目前已成为制备多孔氧化铝陶瓷资料利用的技巧之一。研究者以聚氨酯泡沫塑料为模板，采取两步涂覆工艺复制出氧化铝多孔陶瓷滤波器，首先将塑料泡沫浸渍在浆料中获得层，而后采取喷涂及离心技巧获得第二层，结果发明第二层涂层对资料的均匀性跟紧缩强度有较大影响，采取离心技巧时低粘度浆料后果较好，采取喷涂技巧时，高浓度氧化铝浆料更好。

有机泡沫浸渍法优点是：工艺简单、操作便利、本钱低廉，通过抉择不同品种的有机泡沫可能调节多孔资料的微观结构跟形貌。常用的有机泡沫包含聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚亚胺酯、海绵跟乳胶。

3、发泡法

发泡法是一种通过向氧化铝陶瓷浆料中加入起泡剂，或者通过疾速搅拌将气体引入到陶瓷坯体，而后再经过烧结获得多孔氧化铝陶瓷资料的方法。与有机泡沫浸渍法比较，发泡法可能制备出小孔径的闭口气孔，通过把持发泡剂的用量跟发泡时光等因素，可能得到所需孔径尺寸的多孔氧化铝陶瓷。常用的发泡剂有碳化钙、氢氧化钙、双氧水等。

图3  多孔氧化铝陶瓷SEM图

发泡法优点是：工艺较为简单、本钱也很低；毛病是：气体的产生不能正确把持，孔径大小不均匀，气孔密度无奈把持。此外，因为热力学不牢固，气泡间易于彼此结合形成较大的气泡以降落体系自由能。通常采取加入名义活性剂的方法来降落气 - 液界面能。

4、颗粒沉积工艺

颗粒沉积工艺利用小颗粒易于烧结，在高温下产生液相的特点，使氧化铝颗粒连接起来制备多孔陶瓷。在该工艺中，对孔径尺寸的把持可能通过抉择不同粒径的颗粒来实现，所得多孔氧化铝陶瓷中孔径大小与颗粒粒径成正比，氧化铝颗粒粒径越大，形成的孔径就越大；颗粒越均匀，产生的气孔散布越均匀。个别来说，原料颗粒的尺寸应为所需孔径尺寸的三至六倍。然而当须要获得大气孔时，就要抉择较大的颗粒，轻易造成烧结艰苦。为了降落烧结温度，通常在制备进程中加入低熔点的粘结剂使氧化铝颗粒之间形成连接。

目前，研究者利用颗粒沉积工艺制备多孔氧化铝陶瓷，探讨了三种粒径的氧化铝颗粒级配对孔径散布跟抗折强度的影响，结果发明粗颗粒对孔径散布起决定作用；中等颗粒将大颗粒桥接起来，有利于进步强度，但对孔隙率影响较小；小颗粒的作用与其聚集状况有关：如均匀疏散，则抗弯强度随孔隙率的略微增加而增加，但团聚的小颗粒抗衡弯强度跟孔径散布均不利。

5、冷冻干燥法

冷冻干燥法是一种先将氧化铝陶瓷浆料冷冻，而后通过降压使溶剂从固相直接升华成气相，从而获得多孔结构的方法。该方法制备出的多孔氧化铝陶瓷为联通孔结构，通过把持浆料中冰晶的成长方向，可能得到定向散布的孔洞，烧结成为存在相应结构的多孔氧化铝陶瓷。

冷冻干燥法优点是：以水为造孔剂，引入的增加剂较少，对环境不会造成沾染，资料的孔隙率可能通过转变浆料的固含量进行调剂，是一种绿色环保的工艺，可用于高定向、高气孔率多孔资料的制备。

6、凝胶注模成型工艺

凝胶注模成型工艺首先在有机单体跟交联剂的混淆溶液中加入氧化铝陶瓷粉体系备悬浮液，而后加入引发剂跟催化剂，通过有机单体的聚合跟交联反应使悬浮液固化成型，所得多孔氧化铝坯体结构均匀、强度高，可进行一定的机械加工，随落伍行烧结制备得到多孔氧化铝陶瓷。

图4  凝胶注模成型工艺制备多孔氧化铝陶瓷工艺流程图

凝胶注模成型技巧优点是可用于制备外形庞杂的多孔氧化铝陶瓷；毛病是：丙烯酰胺存在较强的神经毒性，限度了其更普遍的利用，因此寻找低毒乃至无毒的交联凝胶体系成为凝胶注模成型工艺的重要研究方向之一。

　　二、多孔氧化铝陶瓷利用

1、催化剂载体资料

多孔氧化铝陶瓷存在优良的耐热性、高硬度跟优良的化学牢固性，是幻想的催化剂载体，利用催化焚烧法将有机废气转化为无毒的二氧化碳跟水。

图5  多孔氧化铝陶瓷

2、传感器资料

多孔氧化铝陶瓷可被用作湿度传感器，其工作原理是空气中的水被吸附到多孔的名义上，引起了资料的电导的变更，即空气湿度越大，多孔氧化铝陶瓷吸附的水层越厚，则传感器的电导越大，因此可能依据资料电导的大小来推断四周环境的湿度。

3、微孔膜资料

多孔氧化铝陶瓷特别适合制成陶瓷分别膜。采取不同的制备工艺，可能制备孔径尺寸从4nm～15μm的不同孔径的分别膜。与高分子膜比较，陶瓷分别膜耐高温、强度高，可实用高压体系；耐腐化，对沉积在膜名义或微孔内的有机物，可采取酸洗或高温烧失处理。多孔氧化铝陶瓷分别膜在高温烟气分别、各类油与水的分别、各类研磨油的再生、污水处理、排放液中有用物质的回收、超纯水的制备等方面有着辽阔的利用前景。

图6  多孔氧化铝陶瓷特别适合制成陶瓷分别膜

4、电池隔阂资料

多孔氧化铝陶瓷可能用作电解液隔阂及电池用隔离板等。利用多孔氧化铝陶瓷与液体跟气体接触面积大，槽电压比个别资料低的特点，制造的电解隔阂资料可大大降落电解槽电压，进步电解效力，节俭电能跟电资料，其外形多为板状跟管状，目前在化学电池、燃料电池跟光化学电池中均有利用。