吉林建筑大学 吉林省长春市 130117
摘要：多孔氧化铝陶瓷的制备工艺改良，旨在提升材料的耐高温性能、耐腐蚀性上。本文概述了多孔氧化铝陶瓷制备工艺、并就其应用前景进行了分析，以为新型过滤材料氧化铝多孔陶瓷的制备提供技术支持。
关键词：新型过滤材料；氧化铝多孔陶瓷；制备
多孔氧化铝陶瓷比之常规氧化铝陶瓷，在耐高温性能、耐腐蚀性上发挥了突出的比较优势[1]。在新型过滤材料应用领域，通过结合多孔材料的导热性能和大表面积上，更能在组成和微观结构中，利用氧化铝陶瓷固有属性和多孔陶瓷的孔隙结构来制备。特就新型过滤材料氧化铝多孔陶瓷的相关制备工艺及其应用领域分析如下：
一、多孔氧化铝陶瓷相关工艺制备概述
多孔氧化铝陶瓷制备工艺是当下新型过滤材料中应用程度较为广泛的制备效应，同时在工艺制备上，对本质上提升材料性能。而添加造孔剂工艺、薄膜YSZ-多孔YSZ共烧复合体、发泡法-凝胶注模制备工艺、颗粒堆积工艺、冷冻干燥法制备Al2O3多孔陶瓷工艺、氮化硅陶瓷发热体的凝胶注模成型工艺等方法的应用，成为提升材料性能，更好地制备出符合材料的相关细节分析如下：
（一）添加造孔剂工艺
多孔陶瓷材料的种类繁多，受其材料性能、制备技术等影响较大。而添加造孔工艺以达到制备新型过滤材料氧化铝多孔陶瓷，在气孔制备环节，通过烧结和添加造孔剂并制作坯体，期间，通过调整和控制烧结温度和时间，在提升烧结气孔率及其强度上，对提升烧结温度等，降低了烧结温度过高导致气孔封闭或消失的效果。一般而言，多孔陶瓷的制备工艺中，气孔率<50%。添加造孔剂法制备环节，通过合理造孔剂种类和用量选择，在工艺流程和选择中，更好地制备出符合要求的过滤材料2]。
该工艺制备中，以氧化铝陶瓷生坯制备过程中加入固态造孔剂，制备多孔氧化铝陶瓷等烧结效果。制备环节的关键技术为：合理造孔剂种类和用量的选择，增加气孔率，有效区分无机和有机的适用范围。混料环节，将陶瓷粉末与粘结剂等制作成悬浊液，实现二种浆料的混合效果。基于模压、挤压、等静压、轧制、注射和粉浆浇注等成孔工艺中，烧结价值更高。
烧结环节，原理为烧结制度之关键，添加剂为所需性能的关键。严格控制升温速率以避免坯体在烧结中炸裂[3]。
（二）薄膜YSZ-多孔YSZ共烧复合体
以G4石墨（6μm以下占60%）和G3（6μm以下占90%）石墨粉体为造孔剂制备多孔YSZ材料时，其最佳石墨含量分别为35%和50%。。该技术的应用，主要通过在塑料泡沫浸渍在浆料中获得第一层，采用喷涂及离心技术获得第二层，采用离心技术、喷涂技术以达到提高制备性能的效果。
此次制备工艺中，通过利用有机泡沫浸渍陶瓷浆料，干燥后烧掉有机泡沫，获得多孔陶瓷的发泡工艺法。该提升气孔制备率、开口气孔多孔陶瓷，气孔率、基体热传导系数，隔热材料应用中，效果突出[1]。因多孔陶瓷与液体和气体接触面较大，使电解池槽电压比使用一般材料降低较多，故本工艺在制备氧化铝陶瓷中具有积极的效果。
（三）发泡法-凝胶注模制备工艺
发泡法结合凝胶注模制备氧化铝多孔陶瓷，受烧后线收缩率影响，使得制备性能不佳。为进一步提高高温力学性能，在原料中引入SiO2微粉，加入量（质量分数分别为0、5％、10％、15％、20％）对1650℃烧后试样线收缩率、加热永久线变化率（1650℃10h）和力学性能的影响，并分析显微结构和相组成的变化。受SiO2微粉加入量增加，试样烧后线收缩率、加热永久线收缩率等，常温力学性能及抗折强度保持率上制备性能极佳[4]。
（四）颗粒堆积工艺
该工艺在制备新型过滤材料氧化铝多孔陶瓷的应用中，因相关测试结果表明，成孔<30%。
主要工艺为，通过自身的粘合或粘结剂成型，把粉料混合均匀（氧化硅+颗粒粒度级配），烧结后，在不同的颗粒间形成了相互贯通的微孔。本次氧化铝材料的粒度、孔径等，还在骨料中加入微细颗粒的粘结剂进行烧结，得到孔径及均匀的多孔陶瓷多孔陶瓷平均孔径越大[5 ]。与此同时，基于骨料颗粒、尺寸、气孔孔径等均匀适。相关实验的测试结果表明，粗颗粒对孔径分布的决定作用明显；中等颗粒将大颗粒桥接起来，有利于提高强度，但对孔隙率影响较小。
（五）冷冻干燥法制备Al2O3多孔陶瓷工艺
用浸渍-高温还原法活化和化学镀法在α-Al2O3多孔陶瓷上制备了Pd膜。主要考察了浸渍法的改善、肼加入方式、化学镀温度、氯化钯浓度对钯复合膜微观结构的影响。结果表明，超声波的应用可以改善活化；肼的分批加入可以改善钯膜的质量；温度60℃、氯化钯质量浓度2．0g／L较适宜；钯膜的微观结构为竖直或钭方向类柱状沉积层。
（六）氮化硅陶瓷发热体的凝胶注模成型工艺
通过制备凝胶注模成型用模具，包括用以容纳浆料的模腔，其特征在于，模腔内还设有可移动的除气泡部件，除气泡部件上设置有至少一个孔，并可沿着模腔移动，且在移动过程中，浆料从除气泡部件上设置的至少一个孔中通过，以将浆料中的气泡去除，本发明提供气泡上升的通道，导出气泡，提高产品品质，并可过滤料浆中的污染杂质。同时设计了合理的提拉速度关系，提高脱泡效率。
具体步骤为：配制单体溶液有机单体与交联剂的质量比，备悬浮体溶液、加入分散剂、调节PH值用浓度值>30%的浓氨水、加入引发剂和催化剂（工业环节，丙烯聚合ziegler-natta催化体系的bai给电子化合物主要是芳香二酯类，还有二醚类和琥珀酸酯类化合）、注模固化成型、干燥坯体将固化后的成型坯体。关键技术中，烧结温度1550℃～1800℃；原料选择，氮化硅陶瓷粉末为ct-Si孔粉料，a相>92%，粒径范围为0.1-80um，或|3-313化粉料，0相>96%，粒径范围为0，5~20um。
二、多孔氧化铝陶瓷应用
在上述制备工艺方法中，利用RCO蓄热式催化燃烧法，在制备环节，将有机废气转化为洁净的二氧化碳和水；更一步提升了材料的耐热性、硬度和化学稳定性。
以传感器材料中多孔氧化铝陶瓷的应用为例，根据材料电导的大小来推断周围环境的湿度。由此，从聚丙烯材料、膜材料、聚丙烯微孔膜等微孔膜材料，以在酸洗或高温烧失处理后，有效促成了堆积在膜表面或微孔内的有机物；为进一步发挥制备效果，基于高温烟气分离、油水分离、研磨油再生、污水处理、有用物质回收及其超纯水制备等效果突出。
结束语
氧化铝多孔陶瓷在熔融金属过滤、汽车尾气净化处理、净化工业废气、微孔膜、传感器、隔膜材料等的应用中获得了突破性的进展。上文分析了多孔氧化铝陶瓷制备相关技术方法，并就其应用前景进行预期，以为多孔氧化铝陶瓷的制备和应用提供鉴依据。
参考文献：
[1]张春梅，蔡靖轩，徐豪，等.汽车尾气净化用多孔氧化铝陶瓷制备技术研究进展[J].硅酸盐通报，2020，39（06）：1902-1908.
[2]范羽宜.多孔氧化铝陶瓷制备及铝造孔机制探讨[D].景德镇陶瓷大学，2020.
[3]王少阳，罗旭东.采用溶胶浸渍造孔剂法制备性能优良的多孔氧化铝陶瓷[J].耐火与石灰，2020，45（01）：49-53.
[4]王涵，李翠伟，武令豪，等.PG对颗粒稳定泡沫法制备Al_2O_3多孔陶瓷结构和性能的影响[J].陶瓷学报，2019，40（06）：764-770.
[5]王小锋，谢雨洲，彭超群，等.采用基于甲基丙烯酸羟乙酯-叔丁醇的凝胶注模体系制备多孔氧化铝陶瓷（英文）[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2019，29（08）：1714-1720.