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已经证明孔隙率由牺牲模板的体积分数控制利用聚碳硅烷和聚硅氮烷前体来制造聚合物衍生的SiC-C-N基陶瓷结构他们调查了内容之间的关系聚乙烯(PE)模板和试件的微观结构特征发现成孔剂含量与所得孔隙率之间存在直接相关性，为了获得最终的机械性能，模板含量应该进行优化。

报道了不同的纸纤维含量(2、4、6、8、10重量)。作为牺牲模板，并且他们表明增加纸纤维含量在多孔陶瓷中产生更高的孔隙率(从0.09 %到0.33 %)，更大的孔径然而，较高的孔隙率伴随着孔隙的形成、脆性、收缩和原始材料的变形。多孔陶瓷的质量，包括它们的性能和潜在应用，是由模板的类型决定的，因为孔的形态是由掺入的成孔剂的结构控制的。Corradetti等人制备了一种多孔镧 碳化物具有用于渗透目的的互连通道的圆盘，使用高达21.3体积%的尼龙(纽约)6，6和24.8体积%聚丙烯平均长度为500微米，直径分别为18和20微米。他们声称达西渗透系数和非达西系数分别增加了50倍和1200倍(k1= 6.48 × 10−14 m2还有k2= 3.6 × 10-9 m2)，与不含纤维的产品的渗透性水平相比。

这是由于在径向上的互联网络。因此，纤维状填料比球形模板成孔剂更有效。事实上，这些尼龙6，6和聚丙烯纤维达到了与球形成孔剂类似的渗透性水平，例如PMMA珠,而后者要求60.6体积%的非常高的添加量，结果导致差的机械性能。Deville总结了冷冻铸造多孔陶瓷的原理冷冻铸造过程可以分为四个步骤:浆料制备、浆料固化、不稳定第二相的升华以及剩余陶瓷的烧结。浆料通常包括三种成分:陶瓷粉末、溶剂和添加剂。为了制备高质量的浆料，应根据目标孔隙率仔细控制固体含量。

值得注意的是，在没有粘合剂的情况下，生坯的塌陷可能发生在升华阶段，因此应该使用合适的粘合剂添加剂来保持多孔陶瓷的结构完整性。在凝固阶段，悬浮液经历定向冷却，当浆料中的陶瓷颗粒被不断增长的凝固前沿排斥而形成陶瓷壁时，自然分离现象发生。当水用作溶剂时，冰锋增长102到103沿着a轴比沿着c轴快两倍，因为优选的冰生长方向平行于温度梯度。该工艺的冷却条件，包括冷却速率和温度梯度，在很大程度上决定了最终产品的微观结构，这也取决于所用溶剂的类型。在固化阶段之后，挥发性溶剂通过蒸发/升华转变为气态，然后被除去，留下最终的多孔结构。最后，进行烧结，并保留由溶剂产生的孔隙。

最终产品的微观结构和性能很大程度上取决于浆料的配方、固化条件以及添加剂和溶剂的选择。为了获得具有所需特性的材料，应该仔细控制这些因素。这些参数是相互关联的，它们对最终产品的影响是复杂的，但可以通过调整来获得具有特定孔结构的陶瓷。固体负载的初始水平在支架的最终孔隙率中起主要作用通过增加初始固体含量，可以降低多孔陶瓷的孔隙率并抑制孔收制备了多孔铝2O3-氧化锆2通过冷冻铸造具有不同的初始固体含量随着初始固体含量从40 wt。

随着陶瓷壁之间的间隙被填充，如此获得的材料的孔隙率从74 %下降到19%；而当初始固体含量达到70重量%时，平均陶瓷壁厚从4微米增加到17。并且当该值达到80wt %时没有发现可见的多孔性。张等制备了多孔镱2SiO5陶瓷，并且通过将固体含量从10体积%增加到25体积%，他们已经将孔隙率从72 %减少到52 %。

他们还发现，随着强烧结颈的形成，孔隙从树枝状演变成3D网状。结果，他们报告产品的抗压强度从2.82 MPa增加到7.01 MPa同时热导率从0.113增加到0.301 Wm−1K-1，其与孔隙率值非常相关，即具有较低孔隙率的样品表现出较高的机械强度和热导率。冻结速度也对孔隙率有影响。

通常，冷却速度越慢，溶剂晶体越大制备了纳米结构的Baghdadite (Ca3ZrSi2O9)-使用冷冻铸造的支架，并研究了冷却速率对支架孔径和力学性能的影响。他们报告说，当冷却速度从1℃提高到4℃时−1，支架的强度增加了近两倍，这是由于使用了更快的冷却速率而导致更小的片层间距(图24a，b)。很明显，壁交叉连接的总面积决定了多孔陶瓷的机械性能，而不是多孔结构的尺寸。因此，在较低的冷冻速率下产生的多孔结构具有较少的交叉连接，壁单独破裂并导致较差的机械性能，如所报道的然而，当速度高于临界值时，颗粒不能被逸出的气体喷出，并且会发生吞没现象，微结构特征不再容易调节。

通常，在陶瓷-冰两相系统中，较小尺寸的陶瓷颗粒将通过移动的冰前沿获得加速的喷射速度，这将主要集中在离冰晶更远的陶瓷壁上；而较大的颗粒会更靠近冰晶。因此，含有较大颗粒的浆料或高粘度的浆料在凝固过程中冷却前沿的临界速度相对较低。冷冻铸造过程中冰晶的生长、孔隙率、孔隙形态以及材料的机械强度都可以通过使用诸如有机物(明胶)之类的添加剂来改变，氧化物(铝2O3-MgO)，在水基泥浆中制造了多孔LiFePO4/C锂离子电池的阴极，并且他们发现在没有添加剂的情况下制造的材料表现出不规则的孔结构。当使用改性丁二烯-苯乙烯时共聚物(WSB)和硅酸钠(钠2氧化硅:7.80-8.50%，二氧化硅作为添加剂，他们发现枝晶。

的形成层状结构可以通过使用明胶作为冷冻添加剂来获得，因为明胶抑制冰枝晶的生长，允许样品具有明确的层状孔结构。明胶和固体含量的进一步增加甚至导致具有蜂窝状形态的蜂窝状孔结构的形成相比之下。通过将PVA作为粘合剂添加到浆料中，层状结构可以转变为树枝状结构PVA的加入增加了陶瓷浆料的粘度，结果阻碍了陶瓷颗粒的重排，从而在水固化过程中形成单向冰生长。Wang等人进一步测试了PVA作为多孔SiC制造中的添加剂，并且他们报道了通过增加PVA的含量，冰晶的生长被抑制并且层状孔变得更加不规则。

虽然水基冷冻浇铸是主流方法，但是已经发现不同溶剂的固化可以产生不同类型的形态。当水用作溶剂时，形成了层状微结构。然而，液态莰烯的固化导致形成清晰界定的枝晶，而当叔丁醇用作溶剂时可获得棱柱形通道虽然通过水基冷冻铸造来制造具有层状微结构的多孔陶瓷更具成本效益和环境友好性。叔丁醇(TBA)可以在25℃左右冻结并迅速升华，这产生了相对直的棱柱形孔，其为气体渗透提供了有效的扩散路径压电的系数外。

氢化植物油(HVO)已被用作制备大孔陶瓷的成孔剂，因为HVO可在露天环境中干燥并产生球形至多边形的孔，并且孔径可以容易地随着乳化剂的更高浓度和更大的油与氧化铝体积比而增加。这一过程提供了一种经济有效且环保的方法来轻松控制毛孔。可以推断，通过控制初始浆料的固体含量、冷冻条件、添加剂和溶剂类型，冷冻铸造提供了对多孔陶瓷独特有序微结构的精确控制，优于其他成孔策略。

对冷冻铸造多孔陶瓷的显微结构特征、力学性能和功能特性进行了深入的研究和总结。然而，很少有人注意到冷冻模板的升华，这可能需要长达100小时，是结构倒塌的原因。此外，作为该方法基本要求的低温能耗和真空条件不仅导致高成本，而且限制了大规模生产的可能性在这方面，应该努力降低成本并提高制造的容易程度。

在直接发泡技术中，通过掺入气体(机械搅拌或化学吹制)使含有表面活性剂作为起始材料的陶瓷前体悬浮液发泡。然后进行稳定化和烧结处理，通过这种简单、低成本和快速的处理方法可以获得孔隙率高达97 %的开孔和闭孔结构同时，大规模生产的可能性是另一个优势。

直接发泡中最关键的问题是结合到悬浮液中的气泡的稳定，特别是当浆料包含高含量的气泡时。湿泡沫易于塌陷和破裂添加短链两亲分子作为表面活性剂疏水性在合适的pH范围内，吸附在气/液界面的表面改性的部分疏水颗粒阻止气泡的聚结，这使得能够生产高体积稳定的泡沫。

并导致在干燥/凝固和烧结后生产多孔陶瓷为了形成稳定的悬浮液，应该很好地控制初始悬浮液中的pH值、固体装载量和表面活性剂。他们进一步获得了ZrO的最佳发泡性和稳定性2使用浓度为10毫摩尔的戊酸−1，记载了范围从50到150微米的泡孔尺寸和超过90 %的孔隙率。

因此，对于通过机械发泡而发泡的多孔陶瓷，通过添加适量的表面活性剂，良好地控制初始悬浮液的组成、固体含量和粘度是泡沫良好的可成形性和稳定性的关键，从而导致均匀的孔分布；而搅拌速度的影响可以忽略不计。然而，机械搅拌时间和结合的空气含量之间的关系应该定量地建立，以解开真实的关系并实现精确的孔径和体积控制。

除了上述物理发泡方法之外，化学发泡是另一种有效的发泡技术。在这种方法中，尽管实验室混合器用于分散均化作用在悬浮液中，孔隙主要是由化学发泡剂的化学反应和/或热分解产生的气体在原位形成的。

Barg等人试图利用烷烃或空气-烷烃乳化陶瓷粉末悬浮液来生产多孔陶瓷。这种依赖于时间的自主发泡是通过乳化烷烃液滴的蒸发产生的由于乳化液滴的非常精细的性质，可以实现孔隙率的均匀分布。同时，他们研究了阴离子、阳离子和非离子表面活性剂的作用，并证实了在基于阴离子表面活性剂的体系中，发泡过程以最高的速率进行，这导致了比使用其他表面活性剂更薄的支柱、更大的泡孔和窗口尺寸。