發(fā)泡工藝
發(fā)泡工藝是陶瓷組分添加有機(jī)或無機(jī)化學(xué)物質(zhì),通過化學(xué)反應(yīng)等產(chǎn)生揮發(fā)氣體,經(jīng)干燥和燒成制成多孔陶瓷。發(fā)泡工藝與泡沫浸漬工藝相比,更容易控制制品的形狀、成分和密度,并可制備各種氣孔形狀和大小的多孔陶瓷,特別適用于制備閉氣孔的陶瓷材料。用來做發(fā)泡劑的化學(xué)物質(zhì)有很多種類,例如,用碳化鈣、氫氧化鈣、鋁粉硫酸鋁和雙氧水作發(fā)泡劑;由親水性聚氨脂塑料和陶瓷泥漿同時(shí)發(fā)泡制備多孔陶瓷;用硫化物和硫酸鹽混合作發(fā)泡劑等。
添加成孔劑工藝
此工藝是通過在陶瓷配料中添加造孔劑,利用造孔劑在坯體中占據(jù)一定的空間,然后經(jīng)過燒結(jié),造孔劑離開而形成氣孔來制備多孔陶瓷。添加造孔劑制備多孔陶瓷的工藝流程與普通的陶瓷工藝流程相似。造孔劑的種類有無機(jī)和有機(jī)兩類,無機(jī)造孔劑有碳酸銨、碳酸氫銨、氯化銨等高溫可分解的鹽類,以及煤粉、碳粉等。有機(jī)造孔劑主要是天然纖維、高分子聚合物和有機(jī)酸等。造孔劑顆粒的形狀和大小決定了多孔陶瓷材料氣孔的形狀和大小。多孔陶瓷材料的成型方法與普通陶瓷的成型方法類似,主要有模壓、擠壓、等靜壓、扎制、注射和粉漿澆注等。
有機(jī)泡沫浸漬工藝
有機(jī)泡沫浸漬法是用有機(jī)泡沫浸漬陶瓷漿料，干燥后燒掉有機(jī)泡沫，獲得多孔陶瓷濾芯的一種方發(fā)泡工藝法。該法適于制備高氣孔率、開口氣孔的多孔陶瓷。這種方法制備的泡沫陶瓷是目前最主要的多孔陶瓷濾芯之一。
溶膠－凝膠工藝
溶膠- 凝膠工藝主要利用凝膠化過程中膠體粒子的堆積以及凝膠處理、熱處理等過程中留下小氣孔,形成可控多孔結(jié)構(gòu)。這種方法大多數(shù)產(chǎn)生納米級氣孔,多用來生產(chǎn)微孔陶瓷。溶膠－凝膠工藝是一種新的制備多孔陶瓷的工藝,與其它工藝相比有其獨(dú)特之處。例如,用溶膠－凝膠法制備氧化鋁多孔陶瓷,與顆粒混合、泡沫浸漬、噴霧干燥顆粒等方法相比較,溶膠－凝膠法可進(jìn)一步改善氧化鋁多孔陶瓷孔徑分布的控制、相變、純度及顯微結(jié)構(gòu)。
擠出成型多孔蜂窩陶瓷
蜂窩陶瓷的成型方法有許多種,擠出成型是最普遍采用的制造方法之一。它的工藝流程為:原料合成-混和-擠出成型-干燥-燒成制品
固相燒結(jié)工藝
固相燒結(jié)工藝?yán)梦⒓?xì)顆粒易于燒結(jié)的特點(diǎn)，在骨料中加入相同組分的微細(xì)顆粒，在一定的溫度下微細(xì)顆粒通過蒸發(fā)和遷移，在大顆粒連接部燒結(jié)，從而將大顆粒連接起來。由于每一粒骨料僅在幾個(gè)點(diǎn)上與其他顆粒發(fā)生連接，因而在燒結(jié)體中形成大量的三維貫通孔道。
凝膠注模工藝
凝膠注模工藝源于20世紀(jì)90年代，美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室最早將傳統(tǒng)陶瓷成型技術(shù)與高分子化學(xué)反應(yīng)結(jié)合在一起，研制出這種新型陶瓷制備工藝。凝膠注模工藝過程是一個(gè)原位成型過程，主要利用有機(jī)單體或少量添加劑的化學(xué)反應(yīng)原位凝固成型，獲得具有良好微觀均勻性和一定強(qiáng)度的坯體，而后燒結(jié)制得成品。
冷凍干燥工藝
在該工藝中，讓冰將柱狀的凝膠包圍和隔離著，并且控制溶液中冰的生長方向?yàn)閱蜗蛏L，冰溶化后纖維就形成了。在另外一種制備孔陶瓷的凍干工藝中，溶劑是直接由固態(tài)到氣態(tài)升華而排除的。通過控制金屬鹽溶液的冷凍方向獲得了方向性好、氣孔率很高(>90%)的多孔陶瓷。
自蔓延高溫合成(SHS) 工藝
燃燒合成, 又稱自蔓延高溫合成用燃燒合成技術(shù)制備多孔材料的主要過程是放熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)釋放出來的熱量維持反應(yīng)的自我進(jìn)行，合成新物質(zhì)的同時(shí)獲得了所期望的多孔材料，包括具有一定形狀的多孔材料。燃燒合成過程總是伴隨著燒結(jié)現(xiàn)象，燒結(jié)體的孔隙度很高，可以達(dá)到50%左右，甚至更高。SHS與常規(guī)方法相比主要有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢:合成反應(yīng)過程迅速，能大量節(jié)省能源，產(chǎn)品純度高，工藝相對簡單，適合于制備各類無機(jī)材料。SHS 存在的主要不足之處是反應(yīng)快迅速，試樣的燒結(jié)尺寸難以控制。
水熱－熱靜壓工藝
該工藝通過水作為壓力傳遞介質(zhì)制備各種孔徑多孔陶瓷。其簡單制備步驟為：硅凝膠和10%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))的水混合，置于高壓釜中(壓力10—15MPa，溫度300℃)，通過水蒸汽的揮發(fā)而制成多孔陶瓷。水熱－熱靜壓工藝中，反應(yīng)時(shí)間一般為10—180 min。在25MPa下處理60min，制得的多孔陶瓷材料體積密度為0.88 g/cm，孔體積為0.59cm/g，孔尺寸分布范圍為30~50nm，抗壓強(qiáng)度高達(dá)80MPa。多孔陶瓷水熱－熱靜壓工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：制得的多孔陶瓷材料抗壓強(qiáng)度高、性能穩(wěn)定、孔徑分布范圍廣。
組織遺傳制備工藝
該工藝是利用植物材質(zhì)(木材、竹子等)的天然多孔組織，將其在800~1000℃下和惰性氣體環(huán)境中熱解碳化得到與木材多孔結(jié)構(gòu)幾乎完全相同的碳預(yù)制體。然后以碳預(yù)制體為模板，1600℃時(shí)液態(tài)硅蒸發(fā)形成的硅蒸汽滲入模板與碳化合形成多孔碳化硅陶瓷。該工藝過程簡單，成本低廉，但制品的孔結(jié)構(gòu)主要決定于材質(zhì)本身的組織，可設(shè)計(jì)性較差，同時(shí)SiC的轉(zhuǎn)化率相對較低。也可將木材在真空中浸漬滲入樹脂，之后在1200℃左右熱解，冷卻后得到一定孔隙率的木材陶瓷。