多孔陶瓷具有耐高溫、耐化學腐蝕、氣孔分布均勻、機械強度高和易于再可生等特點，廣泛應用于化工、石油、冶煉、紡織、制藥、食品、機械、水泥等各工業(yè)部門，作為過濾、分離、布氣、化工填料、吸聲材料、催化劑載體換熱器材料、敏感元件和人工骨、齒根等材料，越來越受到人們的重視。

多孔陶瓷早在19世紀70年代就已作為X菌過濾元件使用，我國于1954年開始進行多孔陶瓷材料的研究工作，隨著科學技術和工業(yè)的不斷發(fā)展，各種新型多孔結構材料不斷涌現(xiàn)，最近30多年來，多孔陶瓷應用越來越廣泛。目前，已有不少單位試制、生產(chǎn)出適合不同用途的多孔陶瓷材料。

1液體過濾用多孔陶瓷

主要用于濾除液體中的固體雜質(zhì)，在飲食行業(yè)及電子工業(yè)的高純水處理中，還用于直接濾除水中的X菌。

用于過濾的液體介質(zhì)一般為水、藥液、酒液、酸性液體、堿性液體、Y機溶液、污水、油、粘性流體等。由于各種過濾介質(zhì)的粘度、腐蝕性、雜質(zhì)粒子的大小，溫度及濾清要求等條件各不相同，因此，對多孔陶瓷的性能要求亦各不一樣。剛玉質(zhì)多孔陶瓷，是以不同型號的電熔剛玉或剛玉砂為骨料。制成的耐強酸、耐堿、高強、高溫的多孔材料，主要用于工作環(huán)境要求產(chǎn)品耐高溫(如1000℃以上)，耐冷熱急變，耐高內(nèi)壓(如從高壓反吹的預涂層過濾器)，而同時具有腐蝕性的條件下。碳化硅質(zhì)多孔陶瓷，是以碳化硅顆粒為骨料制成的耐強酸、耐高溫的多孔陶瓷元件，適用于強酸性高溫液體的過濾。鋁硅酸鹽質(zhì)多孔陶瓷，是以耐火粘土熟料、燒礬土、硅線石、藍晶石、紅柱石等為骨料，制成的耐中、酸性介質(zhì)，使用溫度可達1000℃的多孔陶瓷元件，適用于一般液體介質(zhì)的過濾。石英質(zhì)多孔陶瓷，是以石英砂、河砂為骨料、制成的耐中、酸性介質(zhì)的多孔陶瓷元件，適用于中、酸性液體介質(zhì)的過濾。還有以石英玻璃或普通硅酸鹽玻璃、糠灰、陶土、硅藻土、粘土熟料、蛇紋石及其它工業(yè)廢料、尾礦等各種原料制成的多孔陶瓷材料，視其原料不同，應用于不同的工作條件。

各種多孔陶瓷均可制成不同孔徑范圍的產(chǎn)品，并可制成不同的尺寸和形狀，一般為管狀和板狀。由于多孔陶瓷的微孔結構基本是由骨料顆粒堆積形成的，因此其孔道迂回曲折，并由于雜質(zhì)粒子向多孔陶瓷的慣性沖撞，多孔陶瓷對粒子流的阻攔、靜電吸引、吸附等，一般只要控制多孔陶瓷的最D孔徑為液體介質(zhì)中雜質(zhì)粒子大小的十分之一至幾十分之一，就可將雜質(zhì)粒子過濾掉，曾有使用最D氣孔直徑為0.45um的多孔陶瓷，可以除Q直至1毫微米的全部粒子的報道。但對過濾X菌的多孔陶瓷來說，由于X菌在過濾壓力下可變形，因此需控制多孔陶瓷孔徑比菌體直徑小。粘度較大的流體介質(zhì)，可在流體中加入適量的1mm左右的硅藻土顆粒作為助濾劑，以防Z多孔陶瓷很快堵塞。

2氣體過濾用多孔陶瓷

多孔陶瓷可以濾除氣體中的灰塵顆粒、油污雜質(zhì)，水霧乃至X菌。一般氣體過濾用多孔陶瓷，最D孔徑為10~120pm左右，可用于過濾壓縮空氣、蒸汽、氯氣、氫氣、焦爐煤氣、二氧化硫、二氧化碳、甲烷氣、乙炔氣、五氧化二氮等氣體。

3多孔陶瓷作為布氣材料

布氣材料，一是把氣體分散到液體之中，二是把氣體分散到固態(tài)物質(zhì)之中。前者如以活性淤泥法處理污水時，以多孔陶瓷將空氣均勻地分布于污水中，為好氣性微生物繁殖、生活提供良好的條件。后者如用于水泥、石灰、堿粉、氧化鋁等粉料輸送斜槽氣體分布，使粉料流態(tài)化，以利于粉料的輸送。使粉體流態(tài)化的空氣還可以同時用來加熱、干燥、冷卻粉體。

4多孔陶瓷作為隔膜材料

多孔陶瓷隔膜具有較高的耐腐蝕性和機械強度，以及高氣孔率、氣孔彎曲度和適宜的氣孔大小，槽電壓低等特性，使之成為極為優(yōu)良的電解隔膜材料。多孔陶瓷電解隔膜材質(zhì)多采用剛玉質(zhì)、石英質(zhì)、硅酸鋁質(zhì)、氧化鋁質(zhì)等，制品形狀為管狀或板狀，采用注漿法或軋膜法(板)成形。對于制備雙氧水用電解隔膜，其適宜的最D孔徑為1.5um左右，表1為幾種多孔陶瓷電解隔膜的性能。

另外用多孔陶瓷制成電池用的隔離板、隔離體或電解質(zhì)含浸體，可用于所有的一次電池、二次電池、燃料電池、熔融鹽電池，代替各種Y機元件，大大延長電池的使用壽命。如以B一A120:制品作鈉一硫電池隔板。

5.多孔陶瓷吸聲、消聲材料

當聲波入射到多孔陶瓷時，由于聲波引起小孔中空氣的運動，緊靠孔壁的空氣受孔壁的影響不易動起來，因為空氣的這種粘性，一部分聲能就轉變成R能，從而使聲波衰減。其次，由于小孔中空氣與孔壁之間的熱傳導而引起的熱損失，也使聲能得到衰減，從而達到吸聲降噪的目的。

多孔陶瓷吸聲材料一般由空心珍珠巖、高爐爐渣等輕質(zhì)硅酸鹽材料、氧化鋁、硅一氧化鋁、富鋁紅柱石等材料制成，其平均孔徑為10~600um，透氣率為1~40cm2.cm/ cm2秒·cmH20。假如使用時多孔陶瓷背后的空氣層厚度適當，并符合噪音的頻率特征，就能有效地實現(xiàn)防噪目的。特別是由于多孔陶瓷吸聲材料具有優(yōu)良的耐大氣侵蝕性、耐火性、耐久性，并排水良好，不會因吸水而降低吸聲性能，因而是一種特別優(yōu)良的吸聲材料。

對于機械設備等產(chǎn)生的排氣噪聲，一般采用金屬網(wǎng)消聲器、塑料消聲器、粉末銅消聲器等進行消聲降噪，山東工業(yè)陶瓷研究設計院研制成功的多孔陶瓷消聲器，屬國JS創(chuàng)，它不J有優(yōu)良的微孔性能，而且還具有耐高溫、耐化學腐蝕、抗熱沖擊以及耐濕等特點，可用于高溫有水蒸汽、有酸、堿腐蝕性介質(zhì)等上述幾種消聲器不能勝任的場所，且陶瓷消聲器成本低，原料來源廣泛，J為粉末銅和塑料消聲器成本的1/2~1/5，具有十分廣闊的發(fā)展前景。

多孔陶瓷消聲器由多孔陶瓷管和金屬配件組成。多孔陶瓷管一般以剛玉砂、礬土熟料砂、蛇紋石等為骨料，配以適當?shù)臒o機粘接劑，經(jīng)搗打成形，于1000~1400℃高溫下燒制而成。多孔陶瓷消聲器適用于降低各種氣動設備排氣噪聲和以蒸汽為熱源直接對液體(水和溶液)進行加熱所產(chǎn)生的噪聲，減噪量可達25~45分貝。

6多孔陶瓷作為流體接觸功能材料在化學反應、傳熱及物質(zhì)移動等各種操作過程中，都存在流體接觸功能的問題，近年來發(fā)展起來的泡沫陶瓷、蜂窩陶瓷、薄壁波紋陶瓷等多孔陶瓷，作為流體接觸功能材料，顯示了其具有的優(yōu)良特性。

(1)泡沫陶瓷

泡沫陶瓷是一種容重很小(0.2~0.5g/ cm*)開口氣孔率很高(80~95%)、具有三維網(wǎng)絡陶瓷骨骼結構和相互貫通氣孔的新型多孔陶瓷制品。除具有耐高溫、耐化學腐蝕這些多孔陶瓷固有的特性外，還因其特殊結構而具有復雜的空腔和很高的比表面積10m2/g)，對流體的阻力損失小，其氣孔率、容重、阻力損失、透氣度可以用工藝方法進行調(diào)整，孔徑在5~100孔/時的范圍內(nèi)。其材質(zhì)主要為英青石質(zhì)、氧化鋁質(zhì)、革青石--氧化鋁質(zhì)。革青石質(zhì)主要是為了提高制品的熱震穩(wěn)定性，氧化鋁質(zhì)則是為了提高其強度和耐熱性。隨著對制品耐熱性要求的提高，也開發(fā)了碳化硅質(zhì)、氮化硅質(zhì)、氧化鋁質(zhì)制品。

氣孔率很高的泡沫陶瓷，一般采用發(fā)泡法和浸漬法制備。相對于發(fā)泡法來說，用浸潰法制備的制品，其氣孔更加均勻，開口氣孔率較高，容重和流體阻力較小，透氣度更大。發(fā)泡法使用的發(fā)泡劑有聚胺酯類、環(huán)年樹酯、苯酚樹酯、尿素樹酯、聚乙烯、聚氧乙烯等。氣孔率一般可達60~80%，容重

0.4~1.2g/cm，比表面積10m2/g左右。浸漬法制造泡沫陶瓷的方法，通常是拿一塊多孔Y機泡沫塑料，例如聚胺基甲酸酯泡沫，在陶瓷泥漿中浸漬，并擠出多余的泥漿，然后干燥燒成。

泡沫陶瓷現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)了多種用途。如用于鋁及合金、銅及合金、鋅、球墨鑄鐵等金屬熔體的過濾，可以濾除其氧化皮和非金屬夾雜，基本消除因夾雜造成的鑄件缺陷，使鑄造成品率成信提高。目前，泡沫陶瓷實用化的研究領域之一是捕集從柴油發(fā)動機排出的黑煙微粒的過濾器。用作這一用途的過濾器，除了要有良好的抗震動的耐久性外，還要求具有相當好的抗熱震穩(wěn)定性，以便能夠經(jīng)受當煙塵堆積時，把過濾器迅速升溫至1000℃而對過濾器進行的Z生處理。而在過濾器的壽命期限內(nèi)，這種Z生處理要F復進行多次，無疑泡沫陶瓷是該過濾器的優(yōu)良選材。泡沫陶瓷的另一大用途是作催化劑載體，比如貴金屬Pd、PtRu、Rn及NiCo等催化劑的載體，用作乙烯氧氯法制備二氯乙烷的催化劑載體，還可以作為生物酶的載體。另外泡沫陶瓷還可以作為催化燃燒板、熱交換用基材，接觸反應塔、氣體吸收塔等的填充材料，保溫、蓄熱材料，高溫氣體過濾器、布氣材料等。

(2)蜂窩陶瓷

蜂窩陶瓷具有蜂窩狀的結構，其單元網(wǎng)眼通常為三角形、四角形、六角形等，單元網(wǎng)眼距為0.86~9.1mm，壁厚為0.15~0.8 mm，相應的單元網(wǎng)眼數(shù)為600、400、300、200、100、90、36、18、12、7個/時2，斷面形狀有圓形、方形、橢圓形、運動場跑道式等。可采用擠出法、模壓法、金屬氧化法等成形，擠出法是適于大批量生產(chǎn)的成形方法。蜂窩陶瓷的材質(zhì)主要為英青石質(zhì)、莫來石質(zhì)、氧化鋁質(zhì)鋰鋁硅酸鹽質(zhì)、鈦酸鋁質(zhì)、氧化鋯質(zhì)等。

由于蜂窩陶瓷具有較大的幾何表面積和較小的體積比重及壓力損失，因此其最D用途是作為催化劑載體。單元網(wǎng)眼間距為085~2.0mm的英青石質(zhì)的可作為汽車排氣凈化用催化劑載體的基材;單元網(wǎng)眼間距為2.5~5.3mm的革青石質(zhì)的可作為C臭用催化劑載體的基材;單元網(wǎng)眼間距為6.6~

9.1mm的莫來石質(zhì)的可作為脫NOx催化劑載體的基材。草青石質(zhì)蜂窩陶瓷還可以作為柴油機碳煙過濾器，該過濾器是將蜂窩陶瓷的單元網(wǎng)眼兩端面相互交錯封死，而利用多孔薄壁構成的過濾器。當氣孔率為35~55%平均孔徑控制在10~35um，其碳煙粒子捕集率可達40~95%。另外，蜂窩陶瓷還可以作為熱交換器用蓄熱體、熔融金屬過濾器、化工填料窯具及隔熱材料等。

(8)薄壁波紋陶瓷

薄壁波紋陶瓷是采用軋膜片相互粘接而成的。利用薄壁波紋陶瓷制成的陶瓷換熱器，熱效率>50%，節(jié)能在30~50%左右。可供陶瓷換熱器選用的材質(zhì)有SiC質(zhì)(包括SiC- Si)，Si,N質(zhì)(包括Sialon質(zhì))、英青石質(zhì)、莫來石質(zhì)及鋰輝石質(zhì)等。薄壁波紋陶瓷可以用于工業(yè)加熱爐用換熱器、氣體透平機用換熱器、汽車尾氣凈化用催化劑載體、化工填料、消煙除塵過濾板、H外線輻板、傳熱變換體及高溫熔融金屬過濾板等。

7多陶瓷敏感元件

主要用作濕度和氣體敏感元件，是由于多孔陶瓷存在大量氣孔，水蒸汽或氣體可以通過開口氣孔擴散到陶瓷內(nèi)，吸附在晶體的表面，使(半導體)陶瓷的電導率產(chǎn)生顯著變化，從而制成濕度傳感器和氣體傳感器。多孔陶瓷敏感元件的陶瓷體是由顆粒大小處于一定范圍的陶瓷粉料，外加特殊的成形結合劑和增塑劑等，用壓力、軋膜、流延或注漿等方法成形，然后在合適的燒成條件下燒制而成的。適于作敏感元件的材料很多，如適于作濕敏元件的LiC1、P208 Zn0-Li,0、Tio NiFe0、Zn0、 A1:03、Fe:03、Cr:03、BaTio;等。適于作氣敏元件的Sn02、Zno、-Fe203、 LaNiO(La，Sr)Co0、TiO:、Ca0- Mg0、穩(wěn)定化氧化鋯等。由于陶瓷材料的化學組成和顯微結構，可以通過原料的選擇、配F的調(diào)整、工藝條件的改變等加以控制，而使其適應各種需要，同時陶瓷傳感器靈敏、準確，加之陶瓷制造工藝簡單，便于批量生產(chǎn)，價格便宜，因此有著發(fā)展前景。

8物多孔陶瓷材料

多孔陶瓷作為生物醫(yī)學工程材料，需具有與生物體親和性好、W毒、無致癌性等特性。用人工合成的磷酸三鈣，羥基磷灰石等陶瓷材料，是一種結構和無機礦物成份與T然骨非常接近的陶瓷材料，且對生物體W毒性，并與生物體親和性相當好。采用磷酸三鈣多孔陶瓷作為人造骨置換材料，將其植入骨缺損部位，新S骨則漸漸進入多孔陶瓷孔涼內(nèi)，慢慢將多孔陶瓷吸收，最終，這種確酸三鈣多孔陶瓷將完全被新S骨取代，生物體內(nèi)不殘留任何異物。將Ti、Ta等金屬外側包一層磷酸三鈣陶瓷和磷酸酯的復合材料作為人造齒根，并在金屬外露的一端頂部裝上假牙，就可制成人造牙齒。羥基磷灰石多孔陶瓷作為骨置換材料，用來修補頭蓋骨、下顙骨、大腿骨、上腕骨、脛骨和脊椎骨等已獲成功，植入皮下能夠長期固定，且不易G染。羥基磷灰石也可以作為人造齒根。

由于多孔陶瓷獨J的多種優(yōu)良特性，隨著微孔結構控制技術的進步，確信多孔陶瓷的應用范圍會不斷擴大。