一直(zhi)以來，碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)(SiC)陶瓷憑借(jie)硬(ying)度(du)高(gao)(gao)、強度(du)高(gao)(gao)、熱膨脹系(xi)數小、高(gao)(gao)導熱、化(hua)(hua)(hua)學穩定性好、抗熱震性能(neng)和(he)抗氧化(hua)(hua)(hua)性能(neng)優良等(deng)特點，被廣(guang)泛應用于各種(zhong)先進制造領(ling)域。多孔(kong)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)陶瓷除了(le)具備(bei)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)陶瓷的(de)(de)以上特點外，其獨(du)特的(de)(de)微觀多孔(kong)結構(gou)使其在冶金、化(hua)(hua)(hua)工、環保和(he)能(neng)源(yuan)等(deng)領(ling)域擁有廣(guang)闊的(de)(de)應用前景，極大地(di)拓展了(le)碳化(hua)(hua)(hua)硅(gui)(gui)陶瓷的(de)(de)應用范圍。

　　多(duo)(duo)孔碳化(hua)(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷的特殊(shu)性能(neng)主要(yao)(yao)得益于其(qi)特殊(shu)的多(duo)(duo)孔結(jie)構，它(ta)的多(duo)(duo)孔結(jie)構包含(han)氣孔率、孔徑(jing)大(da)小及(ji)分(fen)布、孔的形狀等。因(yin)此需要(yao)(yao)通過制備方(fang)(fang)法(fa)來調控其(qi)孔隙率、孔徑(jing)大(da)小及(ji)分(fen)布、孔的形狀來得到所需的多(duo)(duo)孔結(jie)構。所以(yi)，它(ta)的制備方(fang)(fang)法(fa)一直是人們的研究重點(dian)。本文主要(yao)(yao)綜述(shu)了近(jin)年來國內外在多(duo)(duo)孔碳化(hua)(hua)硅(gui)陶(tao)(tao)瓷制備方(fang)(fang)法(fa)方(fang)(fang)面的研究進展(zhan)。

　　1、物理法

　　物(wu)(wu)理法(fa)(fa)是指多孔碳化(hua)硅陶(tao)瓷中(zhong)的(de)空隙是由(you)制(zhi)備(bei)過程中(zhong)的(de)一系列(lie)物(wu)(wu)理現象導(dao)致的(de)，并沒有化(hua)學(xue)反應(ying)的(de)發(fa)生或新(xin)物(wu)(wu)質的(de)生成。其主要機理是依靠固(gu)相物(wu)(wu)質的(de)受熱收縮(suo)、液相的(de)蒸發(fa)、固(gu)相的(de)直接(jie)(jie)升華而留(liu)下的(de)空隙而形成多孔結構。常(chang)見方法(fa)(fa)有顆粒堆積(ji)法(fa)(fa)、冷凍干燥法(fa)(fa)、溶膠(jiao)凝膠(jiao)法(fa)(fa)等，近(jin)年(nian)來(lai)興起的(de)3D打(da)印技術也可以用來(lai)直接(jie)(jie)打(da)印制(zhi)備(bei)出多孔結構。

　　1.1 顆(ke)粒堆積法(fa)

　　顆粒(li)(li)堆積燒(shao)結法是最為(wei)簡單的(de)制備多孔(kong)(kong)碳化硅(gui)陶(tao)瓷(ci)的(de)方(fang)法。該法的(de)原理是利用陶(tao)瓷(ci)顆粒(li)(li)自(zi)身的(de)燒(shao)結性(xing)能 ，在(zai)不(bu)(bu)同(tong)的(de)SiC顆粒(li)(li)間(jian)形(xing)成燒(shao)結頸，從而使得(de)顆粒(li)(li)堆積體形(xing)成多孔(kong)(kong)陶(tao)瓷(ci)。為(wei)了降低燒(shao)結溫度，通(tong)常(chang)添加(jia)一定量熔點較(jiao)低的(de)粘結劑使不(bu)(bu)同(tong)SiC顆粒(li)(li)之(zhi)間(jian)形(xing)成連接。由(you)于顆粒(li)(li)堆積燒(shao)結法中所(suo)有的(de)孔(kong)(kong)隙(xi)都是由(you)SiC顆粒(li)(li)之(zhi)間(jian)的(de)堆積間(jian)隙(xi)轉變而來的(de)，因此，通(tong)過改變粉末尺(chi)寸(cun)、粘結劑種類及添加(jia)量和(he)燒(shao)結參數，可以控制多孔(kong)(kong)陶(tao)瓷(ci)成品的(de)孔(kong)(kong)率和(he)孔(kong)(kong)徑。

　　顆(ke)粒(li)(li)堆積(ji)法制備多孔(kong)碳化硅陶(tao)瓷不需要添加額(e)外的(de)(de)(de)造孔(kong)劑，工(gong)藝簡單，而且(qie)過程(cheng)也比較(jiao)容(rong)易控制。但是采(cai)用該(gai)方(fang)法制備的(de)(de)(de)多孔(kong)陶(tao)瓷氣孔(kong)率普遍較(jiao)低(di)，孔(kong)的(de)(de)(de)形狀(zhuang)、孔(kong)徑(jing)以(yi)及(ji)氣孔(kong)率的(de)(de)(de)高低(di)主(zhu)要受(shou)原料(liao)顆(ke)粒(li)(li)的(de)(de)(de)形狀(zhuang)、粒(li)(li)徑(jing)大小和分布、以(yi)及(ji)燒結(jie)程(cheng)度(du)決定。

　　1.2 冷凍(dong)干燥法(fa)

　　冷(leng)凍(dong)干(gan)燥(zao)法是將(jiang)(jiang)陶瓷(ci)骨(gu)料(liao)與適(shi)量分散劑(ji)或結(jie)(jie)合劑(ji)作(zuo)用下(xia)的水或有機溶(rong)劑(ji)均勻混合制(zhi)成漿(jiang)(jiang)料(liao)，然后將(jiang)(jiang)混合均勻的漿(jiang)(jiang)料(liao)倒入模具中，在低(di)溫條件(jian)下(xia)使(shi)其快速冷(leng)凍(dong)，讓(rang)液相(xiang)基體(ti)迅速凝結(jie)(jie)為固體(ti)，而后再通過減壓或真空干(gan)燥(zao)處(chu)理使(shi)凝結(jie)(jie)的固相(xiang)升(sheng)華去(qu)除，從(cong)而得到在漿(jiang)(jiang)料(liao)內部留下(xia)定向排(pai)列孔洞(dong)結(jie)(jie)構的坯體(ti)，最后經(jing)燒結(jie)(jie)制(zhi)得多孔碳化硅陶瓷(ci)的方法。

　　1.3 3D打印法

　　3D打印(yin)法(fa)制備多孔碳化硅陶瓷是近(jin)些年發展起來的一種新型(xing)制備工(gong)藝。該工(gong)藝借助(zhu)(zhu)于(yu)計算機輔助(zhu)(zhu)設計的三(san)維(wei)數(shu)據模(mo)型(xing)，通過(guo)打印(yin)頭噴射(she)結(jie)合劑將(jiang)原料粉(fen)體層層堆(dui)疊成(cheng)三(san)維(wei)網狀結(jie)構。3D打印(yin)法(fa)與(yu)反(fan)應(ying)燒結(jie)工(gong)藝相結(jie)合，可(ke)實現復雜形狀陶瓷的無模(mo)制造與(yu)近(jin)凈(jing)尺(chi)寸成(cheng)型(xing)。

　　3D打印法制備(bei)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)碳化硅陶瓷具有(you)成型工(gong)藝(yi)簡單(dan)、制備(bei)和(he)加工(gong)效率高且(qie)無需模具等(deng)特點(dian)，不(bu)僅可(ke)用來(lai)制備(bei)形狀(zhuang)復雜、顯微結構均(jun)勻和(he)孔(kong)(kong)連(lian)通性好的多(duo)(duo)孔(kong)(kong)碳化硅陶瓷，而且(qie)多(duo)(duo)孔(kong)(kong)陶瓷的孔(kong)(kong)隙率和(he)孔(kong)(kong)徑大小均(jun)可(ke)控可(ke)調。但(dan)是，該(gai)方法目前(qian)仍處于(yu)探索研(yan)究階段，工(gong)藝(yi)參數還需進一(yi)步優化。另外(wai)，該(gai)方法很(hen)難一(yi)步制備(bei)出高強(qiang)度的多(duo)(duo)孔(kong)(kong)碳化硅陶瓷，需要(yao)輔助(zhu)其他工(gong)藝(yi)來(lai)制備(bei)所需制品，成本較高。

　　1.4發泡法

　　發(fa)(fa)泡成(cheng)型(xing)法是(shi)將(jiang)氣(qi)(qi)體(ti)或者可以通過后(hou)續處理產(chan)生氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)物質(zhi)加入陶瓷(ci)(ci)坯(pi)體(ti)或前驅體(ti)，然后(hou)再(zai)經(jing)過燒結得到多孔碳化硅(gui)陶瓷(ci)(ci)。與其(qi)他(ta)制備(bei)方(fang)法不(bu)同，發(fa)(fa)泡法是(shi)一種有效的(de)(de)制備(bei)閉孔陶瓷(ci)(ci)的(de)(de)工(gong)藝。

　　2、化學法

　　化(hua)學法(fa)(fa)是指多(duo)孔碳(tan)化(hua)硅陶(tao)瓷中的(de)孔狀結構是由無機鹽或(huo)添加(jia)的(de)有機物質分解或(huo)發(fa)生反應(ying)之(zhi)后(hou)，在(zai)原(yuan)位(wei)置留下(xia)空位(wei)。常(chang)見(jian)的(de)化(hua)學法(fa)(fa)制備多(duo)孔碳(tan)化(hua)硅陶(tao)瓷的(de)方法(fa)(fa)有添加(jia)造孔劑法(fa)(fa)、有機泡沫(mo)浸漬法(fa)(fa)及生物模板法(fa)(fa)等。

　　2.1有機泡沫浸漬法

　　有機泡(pao)沫(mo)(mo)浸漬(zi)法是利用(yong)有機泡(pao)沫(mo)(mo)作(zuo)模(mo)(mo)板(ban)，將調制好的(de)陶(tao)瓷漿料均(jun)勻涂覆在模(mo)(mo)板(ban)上(shang)或(huo)將模(mo)(mo)板(ban)浸入漿料中(zhong)，排除空氣，使漿料均(jun)勻附著在有機泡(pao)沫(mo)(mo)模(mo)(mo)板(ban)上(shang)，然后經干燥高溫(wen)燒結(jie)去除有機模(mo)(mo)板(ban)，從而(er)制得(de)多孔陶(tao)瓷的(de)方法。

　　該(gai)方法最大的缺點則(ze)是無法制備出小孔(kong)徑(jing)閉口氣孔(kong)制品，形狀受限(xian)制且預制體的性能受原材(cai)料的影響較大，所制備的多孔(kong)陶瓷材(cai)料的密度和強度也不易控制。

　　2.2添加造(zao)孔劑法(fa)

　　添加(jia)造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)法制備多孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)碳(tan)化硅陶(tao)瓷(ci)通(tong)(tong)過(guo)將造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)加(jia)入碳(tan)化硅粉(fen)末或前驅體(ti)(ti)中，再通(tong)(tong)過(guo)后(hou)(hou)續的工(gong)藝將造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)除(chu)去(qu)，這樣(yang)原(yuan)本造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)所占據的位置便(bian)形成(cheng)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)隙，之(zhi)后(hou)(hou)再加(jia)熱(re)(re)燒結形成(cheng)多孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)陶(tao)瓷(ci)。因此，改變造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)的種類及添加(jia)量可(ke)以(yi)很方(fang)便(bian)地控制多孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)陶(tao)瓷(ci)成(cheng)品(pin)的孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)率、孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)隙形貌和孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)徑及分(fen)布(bu)。造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)的種類非常廣泛(fan)，包括天(tian)然或合成(cheng)有機高分(fen)子、液(ye)(ye)體(ti)(ti)、鹽(yan)類、陶(tao)瓷(ci)或其他(ta)粉(fen)末等。不(bu)同的造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)去(qu)除(chu)工(gong)藝各(ge)不(bu)相同，有機高分(fen)子造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)通(tong)(tong)常采用加(jia)熱(re)(re)分(fen)解的方(fang)式(shi)去(qu)除(chu)，液(ye)(ye)體(ti)(ti)造(zao)孔(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)劑(ji)則(ze)可(ke)以(yi)通(tong)(tong)過(guo)結晶升(sheng)華去(qu)除(chu)，鹽(yan)類通(tong)(tong)過(guo)用水浸(jin)(jin)濾去(qu)除(chu)，陶(tao)瓷(ci)粉(fen)末則(ze)通(tong)(tong)過(guo)適當(dang)的溶(rong)液(ye)(ye)浸(jin)(jin)濾去(qu)除(chu)。

　　2.3生物模板法

　　生(sheng)物(wu)材料(liao)中的微(wei)觀孔(kong)隙(xi)結(jie)(jie)(jie)構(gou)與(yu)人工合(he)成材料(liao)中的孔(kong)隙(xi)結(jie)(jie)(jie)構(gou)存(cun)在很大差異，由于其(qi)獨特的結(jie)(jie)(jie)構(gou)，以生(sheng)物(wu)體作為模(mo)板(ban)并制備出與(yu)其(qi)結(jie)(jie)(jie)構(gou)相似的多(duo)孔(kong)陶瓷材料(liao)受到了(le)普遍關注。生(sheng)物(wu)模(mo)板(ban)法(fa)(fa)(fa)與(yu)有(you)機泡(pao)沫浸漬法(fa)(fa)(fa)有(you)異曲同(tong)工之妙，有(you)機泡(pao)沫浸漬法(fa)(fa)(fa)是用(yong)人造海(hai)綿為模(mo)板(ban)，生(sheng)物(wu)模(mo)板(ban)法(fa)(fa)(fa)是用(yong)自然生(sheng)物(wu)為模(mo)板(ban)。

　　生(sheng)(sheng)物(wu)模板(ban)(ban)法制備(bei)多(duo)孔碳化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)具(ju)有工(gong)藝簡單及成本低廉(lian)的(de)優(you)點，可以制備(bei)具(ju)有復(fu)雜形(xing)狀的(de)陶(tao)瓷(ci)，并且能夠最大程(cheng)度地復(fu)制天然生(sheng)(sheng)物(wu)材料的(de)結構。但是，生(sheng)(sheng)物(wu)模板(ban)(ban)在高溫炭化(hua)過程(cheng)中易(yi)開裂(lie)，對多(duo)孔碳化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)的(de)力(li)學(xue)性(xing)能有很(hen)大影(ying)響，并且所制備(bei)多(duo)孔碳化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)的(de)孔結構主要取(qu)決于(yu)生(sheng)(sheng)物(wu)模板(ban)(ban)自身的(de)組織結構，可設(she)計性(xing)較(jiao)差;此外，該方(fang)法還存在著(zhu)SiC轉化(hua)效率相對較(jiao)低，SiC反應層易(yi)脫落，制備(bei)周期長等缺點。

　　綜合國(guo)內外的(de)發(fa)展現狀(zhuang)，每種(zhong)制(zhi)備技術都有各自(zi)的(de)優(you)勢與(yu)不(bu)足(zu)。現代工(gong)業(ye)科技的(de)飛速發(fa)展，對新(xin)(xin)材料、新(xin)(xin)技術不(bu)斷提出更高的(de)要求。多孔碳(tan)化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)作為新(xin)(xin)型(xing)陶(tao)瓷(ci)材料，其(qi)應用日益廣泛(fan)的(de)同時，其(qi)制(zhi)備技術必會進(jin)一步(bu)得到(dao)重視(shi)，尤其(qi)是(shi)在內部結構(gou)方面要做到(dao)精準控(kong)制(zhi)，這(zhe)樣我(wo)們(men)才(cai)能夠(gou)精準的(de)調(diao)控(kong)多孔碳(tan)化(hua)硅陶(tao)瓷(ci)性能。

　　埃(ai)爾派(pai)位于山(shan)東省濰坊市安丘(qiu)市先進制造業(ye)產(chan)業(ye)園，擁有(you)逾50000平方米(mi)的(de)(de)機(ji)械生(sheng)產(chan)基地和現(xian)代(dai)化的(de)(de)管理制度，自成立以(yi)來，牢記“以(yi)粉(fen)體技(ji)術開(kai)創先進材(cai)料的(de)(de)未來”的(de)(de)使命(ming)，秉承“合(he)規篤信，和合(he)共(gong)生(sheng)”的(de)(de)價值觀，制定了“不求所有(you)，但求所用”的(de)(de)人才戰略(lve)，與多(duo)所高等院校(xiao)合(he)作簽署“產(chan)學研”發展計(ji)劃。

　　由埃(ai)爾派自主研制的粉碎(sui)機(ji)、分級(ji)機(ji)，以(yi)及顆粒整形、包(bao)覆(fu)、修飾等(deng)關鍵技(ji)術(shu)(shu)的突破(po)，打破(po)了國外(wai)技(ji)術(shu)(shu)壁壘，填補了國內行(xing)業(ye)空白，大大推(tui)進了醫藥、食品、化(hua)工、礦物、新(xin)(xin)材(cai)料(liao)、固(gu)廢處理等(deng)領(ling)域的技(ji)術(shu)(shu)進步和產(chan)業(ye)升(sheng)級(ji)。先后(hou)榮(rong)獲(huo)科技(ji)部“科技(ji)型中小企業(ye)技(ji)術(shu)(shu)創新(xin)(xin)基金(jin)”、“山(shan)東省首批瞪羚(ling)企業(ye)”、“山(shan)東省隱(yin)形冠軍企業(ye)”、“高(gao)新(xin)(xin)技(ji)術(shu)(shu)企業(ye)”、“中國專利山(shan)東明星(xing)企業(ye)”等(deng)榮(rong)譽稱號。

　　從問(wen)題咨詢到方(fang)案設計(ji)，埃爾派為(wei)客(ke)戶提供最(zui)(zui)專(zhuan)業的(de)解(jie)答和(he)(he)最(zui)(zui)全面的(de)解(jie)決(jue)(jue)辦法，并協(xie)助(zhu)客(ke)戶擬定施工方(fang)案，為(wei)客(ke)戶提供最(zui)(zui)專(zhuan)業的(de)“保姆級”私人訂制服(fu)(fu)務。埃爾派已(yi)服(fu)(fu)務超(chao)過3000家海內外客(ke)戶，銷路遍布亞、非、歐、美與大洋洲的(de)100多個(ge)國(guo)家和(he)(he)地區，歸納統計(ji)了(le)(le)上萬種物料的(de)超(chao)微粉碎分級解(jie)決(jue)(jue)方(fang)案，贏得了(le)(le)客(ke)戶們(men)的(de)廣泛贊(zan)譽。

　　埃爾派建造的超微粉碎的實驗室凈化間內，配備小試、中試、小生產的超微粉氣流粉碎機、粒徑檢(jian)測(ce)、粉體(ti)特性(xing)檢(jian)測(ce)相(xiang)關的(de)(de)儀器，可(ke)以精(jing)確分析不同(tong)原(yuan)(yuan)料的(de)(de)性(xing)質，提供批量的(de)(de)原(yuan)(yuan)料加工，豐(feng)富的(de)(de)微(wei)粉經驗和專業的(de)(de)粉碎設備可(ke)以大幅縮短需(xu)求(qiu)方(fang)的(de)(de)研發周期，并(bing)解決原(yuan)(yuan)料微(wei)粉化過程中(zhong)遇到(dao)的(de)(de)各(ge)種問題(ti)，歡迎有需(xu)要的(de)(de)朋友來電垂(chui)詢!

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