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多级孔材料打破了传统单级孔材料孔结构单一的局限,同时还具有孔隙率高、孔体积大、化学稳定性好、体积密度小、比表面积大及吸声减震等优点,被广泛应用于隔热保温材料、气体传感器及催化剂的载体等。本文先以五氧化二钒(V2O5)为外加剂,通过原位反应法合成了Al6Si2O13柱晶,研究了反应温度和添加剂用量对Al6Si2O13柱晶合成过程的影响;在此基础上,采用发泡-注凝成型法制备了Al6Si2O13柱晶自增强多孔陶瓷,研究了添加剂用量对Al6Si2O13柱晶自增强多孔陶瓷常温物理性能和隔热性能的影响。又以莫来石(Al6Si2O13)粉体为原料,分别以锆英石(ZrSiO4)、亚微米碳酸钙(CaCO3)以及碳化硅(SiC)为添加剂,采用发泡-注凝成型结合添加造孔剂法制备了含有大孔-介孔复合孔结构的莫来石多级孔陶瓷,研究了添加剂种类和用量对Al6Si2O13浆料的稳定性、流变性能、胶凝性能及所制备多孔陶瓷常温物理性能和高温隔热性能的影响。研究结果表明:(1)V2O5、ZrSiO4、CaCO3和SiC外加剂对浆料的稳定性和流变性能基本无明显影响;V2O5和CaCO3的引入可明显促进Al6Si2O13浆料的胶凝速度。(2)以颗粒状Al6Si2O13粉体为原料,以V2O5为添加剂,通过原位反应法合成了Al6Si2O13柱晶。当V2O5用量为7wt%时,Al6Si2O13柱晶的长度达到最长,约为8.5μm,同时其长径比约为3.5。(3)以04wt%的V2O5为外加剂,采用发泡-注凝成型结合原位反应法制备了Al6Si2O13柱晶自增强多孔陶瓷。当V2O5用量为2wt%时,所制备试样抗折强度最高(约为13.9MPa),比孔隙率接近但无柱晶生成的Al6Si2O13多孔陶瓷的抗折强度(约为9.6MPa),提高了约45%,其导热系数约为1.04W·m-1·K-1。(4)以Al6Si2O13粉体为原料,以08wt%的ZrSiO4为外加剂,采用发泡-注凝成型法制备了孔隙率约为77%的Al6Si2O13多孔陶瓷。ZrSiO4用量的增加对所制备多孔陶瓷的孔径大小、孔径分布及常温物理性能基本无明显影响,但可明显降低所制备试样的导热系数。(5)以Al6Si2O13粉体为原料,以CaCO3(04wt%)为外加剂,采用发泡-注凝成型结合添加造孔剂法制备了Al6Si2O13多级孔陶瓷。CaCO3的引入可明显降低试样中大孔的平均孔径,并增加介孔的孔容。所制备的多级孔陶瓷的孔隙率高达79.07%时,其抗折强度和耐压强度仍可达2.7MPa和5.5MPa,同时其导热系数(测试温度为473K)可低至0.114W·m-1·K-1。(6)引入SiC采用发泡-注凝结合添加造孔剂法可制备具有较高闭气孔率(1.2%2.7%)的Al6Si2O13多孔陶瓷。当SiC用量为4wt%时,所制备试样的孔隙率约为69.9%,其导热系数最低,同时其抗折和耐压强度最高。