碳化硅多孔陶瓷具有耐高温、比表面积大、耐磨损以及耐腐蚀等优良性能,其应用遍及环保、能源、化工、生物等多个领域。本文对水基冷冻浇注法制备碳化硅基多孔陶瓷的工艺进行了探究和优化,在模具设计的基础上,探讨了不同冷冻条件对多孔陶瓷结构和性能的影响,通过X射线微型计算机断层扫描的方法研究了单面定向冷冻制备多孔陶瓷沿着温度梯度方向上孔结构的变化,统计了不同位置断层照片的气孔率,结合经过三维重建后多孔陶瓷的微元模型对孔结构及片层之间的连接性进行了分析,研究成果如下:（1）利用金属和聚合物导热系数的差别,设计了可实现均匀和定向冷冻的模具,采用有限元分析对比了不同冷冻条件下模具及内部试样在冷冻过程中的温度分布云图,结合实测冷却曲线计算了试样两端的冷冻速率,不同冷冻条件下,仿真冷却曲线与实测冷却曲线具有较高的一致性,验证了设计模具的可行性和有效性。（2）研究了冷冻速率对碳化硅基多孔陶瓷结构和性能的影响,结果表明,利用碳化硅、氧化铝及广西白泥等原料制备的多孔陶瓷的主晶相是6H-SiC,还有少量α-Al₂O₃、方石英相,并且出现了莫来石的特征衍射峰。慢冷条件下,孔径尺寸和孔壁厚度均较大,孔径尺寸约为30μm,在孔壁上还存在相互搭接的多孔结构;而快冷条件下制备的多孔陶瓷的孔壁更加紧实,孔径尺寸和孔壁厚度较小,孔径尺寸约为20μm;快冷条件下制备的多孔陶瓷具有更高的显气孔率,同时,耐压强度较低。（3）研究了不同冷冻方式对多孔陶瓷结构和性能的影响,结果表明,双面定向冷冻制备的多孔陶瓷顶部和底部在孔径尺寸和壁厚方面差别不大,孔道排列和连通性较好,具有更加均匀有序的定向孔结构,其显气孔率最高;单面定向冷冻制备的多孔陶瓷顶部、中部和底部的孔径尺寸和孔壁厚度差别很大,孔径尺寸和孔壁厚度从底部的几十微米增加到顶部的几百微米,同时孔道数量减少;均匀冷冻制备的样品的孔结构比较杂乱,片层方向也不一致,但耐压强度最大。（4）研究了冷冻温度对单面定向冷冻多孔陶瓷结构和性能的影响,结果表明,冷冻温度为-25℃时,多孔陶瓷顶部、中部和底部孔径尺寸和孔壁厚度相差不大,孔径尺寸在30⁴0μm之间;冷冻温度为-196℃时,多孔陶瓷顶部、中部和底部孔径尺寸和孔壁厚度相差悬殊,顶部孔径尺寸约为20μm,而底部孔径尺寸减小到5¹0μm。随着冷冻温度降低,多孔陶瓷的孔径尺寸和孔壁厚度减小,而孔道数量增加,冷冻温度从-25℃降低到-196℃,显气孔率从82.3%减小为78.2%,相比于-25℃,在-65℃和-196℃下冷冻制备的多孔陶瓷的耐压强度较高。（5）基于Micro-XCT扫描图像,研究了单面定向冷冻制备的多孔陶瓷的孔结构变化,结果表明,沿着温度梯度的方向,气孔率由53.62%增大到到57.4%,多孔陶瓷片层的形状很不规整,表面起伏很大,片层之间的连接也非常复杂,有的地方两层或三层通过面接触相连,有的地方仅通过点接触连接。