第25卷第8期 中国有色金属学报 15年8月 Volume 25 Number 8 The Chinese journal of Nonferrous metals st2015 文章编号:1004-0609(201508-2146-11 多孔SiC陶瓷的研究进展 陈以心,王日初,王小锋,彭超群,孙月花 (中南大学材料科学与工程学院,长沙410083) 摘要:多孔碳化硅(SiC陶瓷具有力学性能优异、耐腐蚀、耐高温和热导率高等优点,在冶金、化工、环保和能 源等领域拥有广阔的应用前景。综述多孔SiC陶瓷的孔隙特性、力学性能和导热性能:将常用的多孔SiC陶瓷制 备方法分为4类并加以阐述,即颗粒堆积烧结法、模板法、添加造孔剂法和直接发泡成形法:介绍多孔SiC陶瓷 的应用:展望多孔SiC陶瓷的发展方向。 关键词:SiC:多孔陶瓷:制备技术:应用 中图分类号:TQ174 文献标志码:A Research and development of porous silicon carbide ceramics CHEN Yi-Xin, WANG Ri-chu, WANG Xiao-feng, PENG Chao-qun, SUN Yue-hua (School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: Porous silicon carbide (SiC) ceramic has broad application prospects in metallurgy, chemical industr nvironmental protection, and energy due to its advantages, including excellent mechanical properties, high thermal conductivity, corrosion resistance, and high temperature resistance. The porosity characteristic, mechanical properties and heat-conducting property of porous ceramic were reviewed. In addition, the fabrication methods of porous SiC ceramic were elaborated to four kinds: partial sintering, replica, sacrificial template, and direct foaming. The applications of porous SiC ceramic were introduced, and its research directions were predicted. Key words: SiC, porous ceramics; preparation technology; application 多孔陶瓷是一类包含大量孔隙的陶瓷材料,其发多孔SiC陶瓷制备方法也被提出。例如:利用具有天 展始于20世纪70年代。通常,多孔材料不仅需要包然孔隙结构的生物材料制备特殊结构多孔SC陶瓷。 含一定数量孔隙,且其所含孔隙被用于满足特定的使此外,一些原本用于制备致密陶瓷的方法,如凝胶注 用性能指标。多孔碳化硅(SiC)陶瓷材料除具备孔率模成型技术,在改进后也被用于制备多孔SC陶瓷。 较高、体积密度小和比表面积大等一般多孔陶瓷的优因此,有必要针对多孔SiC陶瓷的研究进行归纳、分 点外,还具备硬度大、耐腐蚀、耐高温、热导率高、析和总结。 热膨胀系数低和抗热震等SiC自身的优良物理性质 本文作者综述多孔SC陶瓷的性质及表征;依据 因此,多孔SiC陶瓷在冶金、化工、能源、电子及生多孔SC陶瓷的成孔方式分类,将制备方式分为颗粒 物等多个领域已得到广泛应用。由于多孔陶瓷的性堆积烧结法、模板法、添加造孔剂法和直接发泡成形 质与其孔隙结构密切相关,近年来研究者们大量研究法4类,并分别介绍。此外,对多孔SiC陶瓷在过滤 了SiC多孔陶瓷的制备及性能。同时,一些新型的材料、催化剂载体、生物材料和复合材料骨架材料领 基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目(5120296)高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(201201621200060 收稿日期:2015-01-20;修订日期:2015-05-20 通信作者:王小锋,讲师,博士:电话:13467516329:E-ma:13467516329a163com第 卷第 期 25 8 中国有色金属学报 2015 年 月8 Volume 25 Number 8 The Chinese Journal of Nonferrous Metals August 2015 文章编号：1004-0609(2015)08-2146-11 多孔 SiC 陶瓷的研究进展 陈以心，王日初，王小锋，彭超群，孙月花 (中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083) 摘 要：多孔碳化硅(SiC)陶瓷具有力学性能优异、耐腐蚀、耐高温和热导率高等优点，在冶金、化工、环保和能 源等领域拥有广阔的应用前景。综述多孔 SiC 陶瓷的孔隙特性、力学性能和导热性能；将常用的多孔 SiC 陶瓷制 备方法分为 4 类并加以阐述，即颗粒堆积烧结法、模板法、添加造孔剂法和直接发泡成形法；介绍多孔 SiC 陶瓷 的应用；展望多孔 SiC 陶瓷的发展方向。 关键词：SiC；多孔陶瓷；制备技术；应用 中图分类号：TQ174 文献标志码：A Research and development of porous silicon carbide ceramics CHEN Yi-xin, WANG Ri-chu, WANG Xiao-feng, PENG Chao-qun, SUN Yue-hua (School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China) Abstract: Porous silicon carbide (SiC) ceramic has broad application prospects in metallurgy, chemical industry, environmental protection, and energy due to its advantages, including excellent mechanical properties, high thermal conductivity, corrosion resistance, and high temperature resistance. The porosity characteristic, mechanical properties and heat-conducting property of porous ceramic were reviewed. In addition, the fabrication methods of porous SiC ceramic were elaborated to four kinds: partial sintering, replica, sacrificial template, and direct foaming. The applications of porous SiC ceramic were introduced, and its research directions were predicted. Key words: SiC; porous ceramics; preparation technology; application 多孔陶瓷是一类包含大量孔隙的陶瓷材料，其发 展始于 20 世纪 70 年代。通常，多孔材料不仅需要包 含一定数量孔隙，且其所含孔隙被用于满足特定的使 用性能指标[1]。多孔碳化硅(SiC)陶瓷材料除具备孔率 较高、体积密度小和比表面积大等一般多孔陶瓷的优 点外，还具备硬度大、耐腐蚀、耐高温、热导率高、 热膨胀系数低和抗热震等 SiC 自身的优良物理性质。 因此，多孔 SiC 陶瓷在冶金、化工、能源、电子及生 物等多个领域已得到广泛应用[2]。由于多孔陶瓷的性 质与其孔隙结构密切相关，近年来研究者们大量研究 了 SiC 多孔陶瓷的制备及性能[3−4]。同时，一些新型的 多孔 SiC 陶瓷制备方法也被提出。例如：利用具有天 然孔隙结构的生物材料制备特殊结构多孔SiC陶瓷[5]。 此外，一些原本用于制备致密陶瓷的方法，如凝胶注 模成型技术，在改进后也被用于制备多孔 SiC 陶瓷[6]。 因此，有必要针对多孔 SiC 陶瓷的研究进行归纳、分 析和总结。 本文作者综述多孔 SiC 陶瓷的性质及表征；依据 多孔 SiC 陶瓷的成孔方式分类，将制备方式分为颗粒 堆积烧结法、模板法、添加造孔剂法和直接发泡成形 法 4 类，并分别介绍。此外，对多孔 SiC 陶瓷在过滤 材料、催化剂载体、生物材料和复合材料骨架材料领 基金项目：国家自然科学基金青年基金资助项目(51202296)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120162120006) 收稿日期：2015-01-20；修订日期：2015-05-20 通信作者：王小锋，讲师，博士；电话：13467516329；E-mail: 13467516329@163.com