铝粉作为造孔剂制备多孔氧化铝陶瓷是近年来提出研究的新技术,其优点在于金属铝的氧化产物Al2O3是诸多陶瓷材料的重要化学组成,将铝粉引入到氧化铝陶瓷材料中不仅可以造孔,而且不会导致陶瓷组分的偏离。目前该技术尚处于探索阶段,有许多问题亟待解决。本课题利用铝粉制备多孔氧化铝陶瓷,深入探讨铝粉对多孔氧化铝陶瓷性能的影响,并对其造孔机制进行探究。本论文通过干压成型制备了多孔氧化铝陶瓷,采用单因素变量法分别研究了铝粉加入量、铝粉粒度及成型压力对陶瓷性能的影响。研究发现,随着铝粉加入量的增大,陶瓷材料的烧成收缩率逐渐下降,直至达到烧成收缩率为0%,继续加入铝粉,陶瓷材料出现烧成膨胀。随着铝粉加入量的增多,陶瓷的显气孔率逐渐增多,抗弯强度逐渐下降。而随着铝粉粒径的增大,陶瓷材料的烧成收缩率逐渐增大,显气孔率逐渐下降,抗弯强度逐渐上升。随着成型压力逐渐增大,陶瓷材料的烧成收缩率逐渐减小,显气孔率逐渐增大,抗弯强度逐渐增大。本文提出以正硅酸乙酯(TEOS)为包覆原料,其水解产生的Si O2为包覆材料对金属铝粉进行包覆改性,使其耐水性增强,有效解决了铝粉容易水化而不适合湿法工艺制备多孔陶瓷的缺陷。对获得的包覆铝粉通过气体容量法在酸性环境中测定其被反应的铝含量,计算铝粉的包覆率。发现随着包覆原料质量比(TEOS/Al)的提高,铝粉的包覆率逐渐提高,铝粉的抗水解性逐渐增强。将包覆铝粉作为造孔剂制备多孔氧化铝陶瓷,探究了包覆铝粉加入量及包覆铝粉TEOS/Al质量比对陶瓷性能的影响。研究发现,包裹铝粉完全满足湿法工艺制备多孔高铝陶瓷的需要,在高铝陶瓷材料中具有良好的发泡效果。并与非包裹铝粉在高铝陶瓷材料中表现出相类似的造孔的规律性,随着包覆铝粉加入量增多,陶瓷材料的烧成收缩率逐渐下降,显气孔率逐渐增加,抗弯强度逐渐减小。研究TEOS/Al质量比对陶瓷性能的影响,发现随着TEOS/Al质量比增大,陶瓷材料的收缩率先减小后增加,显气孔率先增加后减小,抗弯强度先减小后增加。本文采用SEM对不同烧成温度下陶瓷材料的微观结构进行观察,发现当烧成温度为1100℃时,坯体中尚无液相形成,陶瓷材料内部有炸裂式开放结构的孔洞,分析认为,这是铝粉在该温度下产生氧化与蒸发-沸腾导致的结果;当烧成温度提升至1250℃,坯体中出现液相后,陶瓷材料内部有形状完整的球状气泡,这是铝粉高温氧化与蒸发-沸腾形成的空隙被高粘度的液相有效包裹后的结果。综合分析认为铝粉在陶瓷基体中的造孔机制是:铝粉的爆炸造孔和氧化膨胀造孔这两种机制协同作用的结果。