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1、10申请公布号CN104163650A43申请公布日20141126CN104163650A21申请号201410311168422申请日20140701C04B38/0220060171申请人北京大学深圳研究生院地址518055广东省深圳市南山区西丽深圳大学城北大园区72发明人陈海标潘锋74专利代理机构深圳鼎合诚知识产权代理有限公司44281代理人郭燕54发明名称一种多孔陶瓷及其制备方法57摘要本申请公开了一种多孔陶瓷及其制备方法。本申请的多孔陶瓷由自发泡的陶瓷浆料，经室温发泡成型和高温烧结而成；陶瓷浆料的主要成分包括有机聚合物、化学发泡剂和催化剂；有机聚合物为以碳链或含硅主链为骨架的尚未交。
2、联的液态有机聚合物，交联后呈固态；化学发泡剂能产生氢气或二氧化碳；催化剂用于催化交联聚合反应。本申请的多孔陶瓷，其孔径大小和孔隙率可通过配方进行控制，制备简单、容易实现低成本的大规模生产，制备过程不依赖于有机模板，能够制备开孔型和闭孔型的多孔材料，所用陶瓷浆料易于浇注到各种模具或空隙中，制备复杂外形的部件，成型的多孔材料还可切割加工，然后再高温转化成多孔陶瓷。51INTCL权利要求书1页说明书7页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图2页10申请公布号CN104163650ACN104163650A1/1页21一种多孔陶瓷，其特征在于所述多孔陶瓷由。
3、自发泡的陶瓷浆料，经过室温发泡成型和高温烧结而成；所述自发泡的陶瓷浆料的主要成分包括有机聚合物、化学发泡剂和催化剂；所述有机聚合物为以碳链或含硅主链为骨架的尚未交联的有机聚合物，且有机聚合物在未交联时呈液态，交联后呈固态；所述化学发泡剂为能产生氢气或二氧化碳中的化学发泡剂；所述催化剂为铂化合物或络合物、钛化合物、锡化合物、有机过氧化物中的至少一种。2根据权利要求1所述的多孔陶瓷，其特征在于所述有机聚合物为乙烯基聚硅氧烷、乙烯基硅胶树脂、羟基聚硅氧烷、羟基硅胶树脂、烯丙基聚硅碳烷、烯丙基聚硅氨烷、烯丙基聚硅氧烷、和异氰酸酯中的至少一种。3根据权利要求1所述的多孔陶瓷，其特征在于所述发泡剂为甲醇、。
4、乙醇、乙二醇、丙醇、丙三醇、水或羟基硅氧烷中的至少一种。4根据权利要求1所述的多孔陶瓷，其特征在于所述自发泡的陶瓷浆料中还包括交联剂，所述交联剂中含有能够与所述有机聚合物发生聚合反应的官能团，所述官能团包括硅氢基、羟基或氨基中的至少一种；优选的，所述交联剂为多氢基硅氧烷、多羟基硅氧烷、多元醇和多元胺中的至少一种。5根据权利要求1所述的多孔陶瓷，其特征在于所述自发泡的陶瓷浆料中还包括填料，所述填料为碳化硅粉末、氮化硅粉末、氧化硅粉末、氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化钛粉末、生物玻璃粉末和羟磷灰石粉末中的至少一种。6根据权利要求5所述的多孔陶瓷，其特征在于所述填料的粒径为1纳米至1毫米。7根据权利要求。
5、5所述的多孔陶瓷，其特征在于所述填料在所述陶瓷浆料中所占的体积百分比为0至30。8根据权利要求17任一项所述的多孔陶瓷的制备方法，包括，A配制陶瓷浆料，利用化学自发泡的方法，在室温下于液态的陶瓷浆料中生成气泡，同时，利用化学交联反应，使得液态前驱体固化定型，形成以有机聚合物为基体的多孔材料；B将固化的多孔材料在控制气氛中进行高温热处理，转化为多孔陶瓷。9根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所述控制气氛为真空、空气、氮气、氩气或氨气中的一种。10采用权利要求8或9所述的制备方法制备的分层多孔陶瓷或渐变多孔材料；所述分层多孔陶瓷是指由至少两层不同原材料制备的多孔陶瓷叠加而成的分层多孔陶瓷；所述。
6、渐变多孔材料是指对所述步骤A中陶瓷浆料固化成型的多孔材料的一端进行加热，而另一端不加热，所形成的一端为完全转化的多孔陶瓷，另一端则为完全没转化的有机聚合物多孔材料，而两端中间为无机陶瓷有机多孔材料渐变过渡区的渐变多孔材料。权利要求书CN104163650A1/7页3一种多孔陶瓷及其制备方法技术领域0001本申请涉及陶瓷领域，特别是涉及一种多孔陶瓷及其制备方法。背景技术0002多孔材料是具有独特内部三维结构的一类特殊材料。由于内部孔洞的存在，多孔材料跟致密材料相比，其独特性质主要体现在低密度和高表面积。如果内部孔洞是互相连通的，多孔材料还可以容许流体在内部通过。由于多孔材料的独特性质，它们在生产。
7、与生活中有着广泛的用途。包装运输所用的泡沫塑料和海绵利用的是多孔材料的低密度和吸能的特性。气体与液体过滤器所用的滤芯利用的是多孔材料的内部孔洞的连通性和高表面积对颗粒进行阻拦与吸附。工业用多相催化剂载体利用了多孔材料的微孔和高表面积。0003根据多孔材料的骨架材料，多孔材料可以分类为多孔聚合物、多孔金属和多孔陶瓷。以聚氨酯泡沫为代表的多孔聚合物已经实现规模化生产与应用，生产工艺非常成熟。通常有机聚合物在300摄氏度以上会熔化或者分解。常见金属的熔点在1500摄氏度以下，在达到熔点之前会开始烧结，如果暴露在空气中则容易氧化。跟聚合物和金属相比，陶瓷化学性质更稳定，可以在更高温度下使用，不会熔化，。
8、烧结或者发生反应。因此在很多应用场合，多孔陶瓷具有不可替代的地位。0004然而，目前制备多孔陶瓷，尤其是高孔隙率的多孔陶瓷并没有一种低成本，可控性强，容易规模化生产的技术。现有的，以聚氨酯泡沫为模板的方法是一种有代表性的制备多孔陶瓷的方法。具体的包括两种方式，一是在聚氨酯泡沫里吸收氧化物陶瓷浆料，然后经过烘干和焚烧，获得复制了原来聚氨酯泡沫结构的氧化物陶瓷泡沫。另一种方式是将聚氨酯泡沫高温处理转化成碳泡沫，然后通过化学气相沉积让硅与碳反应，在碳骨架的外面形成碳化硅。无论那种方式，这种模板法制备多孔陶瓷主要存在两个不足一是所制的泡沫材料的骨架是中空的或者包着碳芯的，降低了材料的机械强度；二是用这。
9、种方法只能制备孔洞连通的泡沫材料，因为模板本身必须具有孔洞联通结构才能够让陶瓷浆料或者陶瓷前驱体进入模板中，所以不能制备孔洞闭塞的泡沫材料。发明内容0005本申请的目的是提供一种新的制备多孔陶瓷的配方，以及多孔陶瓷的制备方法。0006为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案0007本申请的一方面公开了一种多孔陶瓷，该多孔陶瓷由自发泡的陶瓷浆料，经过室温发泡成型和高温烧结而成；自发泡的陶瓷浆料的主要成分包括有机聚合物、化学发泡剂和催化剂；有机聚合物为以碳链或含硅主链为骨架有机聚合物，且有机聚合物呈液态，交联后呈固态；化学发泡剂为能产生氢气或二氧化碳中的化学发泡剂；催化剂为铂化合物或络合物、钛化。
10、合物、锡化合物、有机过氧化物中的至少一种。其中，催化剂的作用在于能够在室温条件下促进聚合反应和发泡反应的同时进行，催化剂的选择取决于具体的聚合反应和发泡反应。说明书CN104163650A2/7页40008需要说明的是，其中室温发泡成型是指，在交联剂的作用下，液态的尚未交联聚合的有机聚合物交联固化成型，在这个过程中，利用添加其中的发泡剂，在交联固化的同时产生气体，从而在固化成型的有机聚合物基体中形成多孔结构；高温烧结是指，对固化成型的有机聚合物基体进行高温处理，使其转化成陶瓷。还需要说明的是，本申请的关键在于采用特定的自发泡的陶瓷浆料，在室温进行发泡成型，然后高温烧结成多孔陶瓷；可以理解，自发。
11、泡的原理可以参考现有的自发泡材料，而高温烧结的具体温度或其它条件是根据不同的碳、硅有机聚合物而定的，在此不做具体限定。0009优选的，有机聚合物为乙烯基聚硅氧烷、乙烯基硅胶树脂、羟基聚硅氧烷、羟基硅胶树脂、烯丙基聚硅碳烷、烯丙基聚硅氨烷、烯丙基聚硅氧烷和异氰酸酯中的至少一种。0010需要说明的是，本申请中的有机聚合物是通过交联聚合反应固化的，有机聚合物中含有可发生聚合反应的官能团，这些官能团优选为乙烯基、烯丙基、羟基和异氰酸基中的至少一种，因此，凡是以碳链或含硅主链为骨架，且含有这些官能团，能够交联聚合的有机聚合物都可以用于本申请；乙烯基聚硅氧烷、乙烯基硅胶树脂、羟基聚硅氧烷、羟基硅胶树脂、烯。
12、丙基聚硅碳烷、烯丙基聚硅氨烷、烯丙基聚硅氧烷和异氰酸酯只是本申请的优选方案；其中，聚合反应可以是加成聚合反应或者缩合聚合反应，在此不做具体限定。0011优选的，发泡剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、丙三醇、水或羟基硅氧烷中的至少一种。需要说明的是，本申请的发泡剂是能够与有机聚合物或者交联剂反应生成气体的化合物，优选的为含羟基的化合物。0012优选的，自发泡的陶瓷浆料中还包括交联剂，交联剂中含有能够与有机聚合物发生聚合反应的官能团，这些官能团包括硅氢基、羟基或氨基中的至少一种；优选的，交联剂为多氢基硅氧烷、多羟基硅氧烷、多元醇和多元胺中的至少一种。需要说明的是，本申请的交联剂是以碳链为骨架的各种有机。
13、化合物或以含硅主链为骨架的各种有机硅化合物中的一种，并且交联剂中含有能够与有机聚合物发生聚合反应的官能团，这些官能团包括硅氢基、羟基和氨基中的至少一种。还需要说明的是，交联剂的作用是使未交联的有机聚合物交联聚合，可以理解，如果有机聚合物的分子链中包含了可引起聚合反应的官能团，只需要添加催化剂或在适当条件下就可以使其自行交联，则不需要另外添加交联剂。0013优选的，自发泡的陶瓷浆料中还包括填料，填料为碳化硅粉末、氮化硅粉末、氧化硅粉末、氧化铝粉末、氧化锆粉末、氧化钛粉末、生物玻璃粉末和羟磷灰石粉末中的至少一种。需要说明的是，本申请中，直接通过自发泡的陶瓷浆料就可以获得多孔陶瓷，因此完全可以不使用。
14、填料；填料的作用是增加转化产物中的陶瓷的含量，减少体积收缩和裂纹，填料的另一个作用是改变多孔陶瓷的本体材料性能，如机械强度、热传导性、电传导性等，填料颗粒也可以是具有内部结构的颗粒如中空的玻璃微球等，因此可以根据不同的功能的生产需要进行选择，在此不做具体限定。0014优选的，填料的粒径为1纳米至1毫米。可以理解，填料的加入虽然可以改变多孔陶瓷的物理特性，同样对有机聚合物的交联聚合反应也是具有影响的，甚至也会影响多孔陶瓷的孔径，因此优选的填料粒径在1纳米至1毫米之间；优选的，填料在陶瓷浆料中所占的体积百分比为0至30，填料的含量不能过高，以免导致前驱体混合物的粘度过高而无法进行机械搅拌。0015。
15、本申请的另一面公开了本申请的多孔陶瓷的制备方法，包括，A配制陶瓷浆料，说明书CN104163650A3/7页5利用化学自发泡的方法，在室温下于液态的陶瓷浆料中生成气泡，同时，利用化学交联反应，使得液态前驱体固化定型，形成以有机聚合物为基体的多孔材料；B将固化的多孔材料在控制气氛中进行高温热处理，转化为多孔陶瓷。0016优选的，控制气氛为真空、空气、氮气、氩气或氨气中的一种。需要说明的是，本申请中高温热处理的作用是将有机聚合物基体烧掉，或者转化为碳或陶瓷，在更高的温度下，使非晶态陶瓷发生结晶和烧结，具体的热处理温度可以根据不同的陶瓷浆料或生产目的进行调整，在此不做具体限定。还需要说明的是，其中空。
16、气气氛是指，直接在空气中进行烧结，不需要特殊的气氛条件。0017本申请的再一面还公开了本申请的制备方法制备的分层多孔陶瓷或渐变多孔材料；分层多孔陶瓷是指由至少两层不同原材料制备的多孔陶瓷叠加而成的分层多孔陶瓷；渐变多孔材料是指对步骤A中陶瓷浆料固化成型的多孔材料的一端进行加热，而另一端不加热或保持冷却，所形成的一端为完全转化的多孔陶瓷，另一端则为完全没转化的有机聚合物多孔材料，而两端中间为无机陶瓷有机多孔材料渐变过渡区的渐变多孔材料。0018需要说明的是，分层多孔陶瓷中，每层多孔材料具有不同的材料组成或微结构，相邻层之间存在明显的界面，不相邻层之间可以实现通道连接。可以理解，分层多孔陶瓷的制备。
17、方法具体可以包括，首先，制备一层有机聚合物为基体的多孔材料，然后，在第一层有机聚合物基体多孔材料上面制备第二层有机聚合物基体多孔材料，第二层多孔材料可以用不同的配方制成，形成跟第一层材料不同的材料组成和微结构，以此类推，可以在第二层上面制备第三层多孔材料，最后将分层的多孔材料一起进行热处理即获得分层多孔陶瓷。渐变多孔材料是利用热量的渐递传递，对固化成型的多孔有机聚合物基体的一端或部分进行加热，另一端不加热或保持冷却，热处理的效果从一端渐递到另一端，即产生加热一端为完全转化的多孔陶瓷，另一端为完全没有转化的多孔材料，而中间则是无机陶瓷有机多孔材料的渐变过渡区。0019由于采用以上技术方案，本申请。
18、的有益效果在于0020本申请的多孔陶瓷，其孔径大小和孔隙率可以通过配方和搅拌参数进行控制。而本申请的制备方法中，室温成型和高温转化都不需要特殊的设备，容易实现低成本的大规模化生产；并且，由于制备过程不依赖于有机模板，多孔材料的微结构高度可控；因为气泡是直接在液态前驱体内部形成和长大，所以该方法既能够制备开孔型又能够制备闭孔型的多孔材料，所使用的前驱体混合物即陶瓷浆料为液态，易于浇注到各种模具或空隙中，可以一步成型制备具有复杂外形的部件，成型后的有机聚合物基体的多孔材料，还可以使用普通刀具进行进一步的切割加工，然后再高温转化成多孔陶瓷。附图说明0021图1是本申请实施例中室温成型的硅胶为基体的硅。
19、胶多孔材料，其中A为实物图，B为多孔材料内部放大结构示意图；0022图2是本申请实施例中多孔硅胶和多孔陶瓷的体密度与发泡剂含量的关系分析曲线，其中A为多孔硅胶数据，B为多孔陶瓷数据，散点为实际测量数据，虚曲线为根据化学发泡的数学模型预测的密度变化趋势；0023图3是本申请实施例中多孔材料的孔径与发泡剂含量的关系分析曲线；说明书CN104163650A4/7页60024图4是本申请实施例中多孔陶瓷的微观结构扫描电镜图，其中A，B为不含填料的多孔陶瓷，C，D为含18碳化硅填料的多孔陶瓷，E，F为含30碳化硅填料的多孔陶瓷。00250026具体实施方式0027本申请的多孔陶瓷，由自发泡的陶瓷浆料，经。
20、过室温发泡成型和高温烧结而成；其液态的陶瓷浆料即前驱体混合物，在室温下先经过充分机械搅拌后，各组分混合均匀，同时在内部产生许多微小的气泡种子，此时停止搅拌，将液态的陶瓷浆料浇注入模具中待其自行发泡。发泡过程中，陶瓷浆料的体积膨胀而填满模具的所有内部空间；同时有机物分子间发生交联，液态前驱体逐渐转化为固态，最后形成以有机聚合物为基体的多孔材料。有机聚合物为基体的多孔材料可以是不包含任何填料的多孔单一聚合物，也可以是均匀包含填料颗粒的多孔聚合物基复合材料。所生成的有机聚合物为基体的多孔材料的微观结构取决于作为前驱体的陶瓷浆料的配方和混合方法；根据发泡剂类型和用量，以及搅拌速度，有机聚合物基体的多孔。
21、材料，其孔隙率可达到70以上，孔径大小在10微米至10毫米范围内可调。以有机聚合物为基体的多孔材料在跟模具的表面和跟空气接触的表面自然形成较致密光滑的表皮，该多孔材料可以利用加工热固型聚合物的方法进行切割加工。有机聚合物为基体的多孔材料，在控制气氛中进行高温热处理可以将有机聚合物转化为陶瓷。控制气氛可以是真空，空气，氮气，氩气，氨气中的一种，高温热处理是指最高温度高于800摄氏度的热处理。纯碳有机化合物在空气中进行热处理后被完全烧除，最后的材料主要为填料烧结而成的多孔陶瓷；含硅的有机化合物在空气中热处理生成二氧化硅，成为以二氧化硅为基体的多孔陶瓷。纯碳有机化合物在真空或者惰性气体中进行热处理会。
22、分解为碳，生成以碳为基体的多孔陶瓷；含硅的有机化合物在真空，氮气，氩气或氨气中进行热处理，取决于具体的化合物与气氛，可以生成以碳化硅，氮化硅，碳氧化硅，碳氮化硅中的一种为基体的多孔陶瓷。使用比800摄氏度更高的热处理温度，可以使生成的非晶态陶瓷发生结晶和烧结。0028本申请的多孔陶瓷可以用作过滤熔融金属，过滤和吸附气体和液体中的颗粒，高温化学反应的催化剂载体，高温结构材料，高温隔热材料，燃料电池的空气电极，组织工程学中的修复骨骼等。0029下面通过具体实施例结合附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。0030实施例一以多孔硅胶为基体的多孔陶瓷。
23、0031本例按照表1的配方比例配制陶瓷浆料，其中有机聚合物为20含乙烯基硅胶树脂在含乙烯基聚硅氧烷中的悬浮液，催化剂为2铂催化剂，具体为铂二乙烯基四甲基二硅氧烷/二甲苯溶液，化学发泡剂为乙醇，交联剂为聚甲基氢硅氧烷。将所有材料加入塑料杯，用搅拌器猛烈搅拌12分钟，形成充满微小气泡的均匀混合液。停止搅拌后将塑料杯搁置不动，等待510分钟，直至液态泡沫膨胀固化完成。0032表1以多孔硅胶为基体的多孔陶瓷0033材料重量有机聚合物10催化剂001化学发泡剂01说明书CN104163650A5/7页7交联剂100034将已完全固化的多孔硅胶从塑料杯中取出，放入气氛炉中。充满并通入纯净氩气，以5度/分钟。
24、的速率升温至1200摄氏度，保温1小时，再以5度/分钟的速率降至室温，即获得本例的多孔陶瓷。0035本例的多孔陶瓷在制备的过程中因为硅胶向陶瓷转化时体积变化较大，在加热过程中容易发生破裂，难以得到尺寸大于1厘米的块状样品。所得的多孔陶瓷体密度为04克/立方厘米左右，孔隙率为7080，主要为开孔结构，但包含有少量闭孔。该多孔陶瓷具有良好的机械强度，经测试其拉伸断裂强度为5兆帕左右。需要说明的是，交联剂的作用是使有机聚合物发生交联聚合反应，可以理解，如果有机聚合物自身带有相关官能团，自身可以发生交联聚合的话，也可以不使用交联剂。此外，为了稳定泡沫结构，防止泡沫破裂与塌陷，本例还在陶瓷浆料中添加了表。
25、面活性剂，用于降低液态的陶瓷浆料的表面张力，本例中优选的表面活性剂为有机硅油。0036实施例二添加填料的多孔硅胶为基体的多孔陶瓷0037本例按照表2的配方比例配制陶瓷浆料，其中有机聚合物为20含乙烯基硅胶树脂在含乙烯基聚硅氧烷中的悬浮液，催化剂为2铂催化剂，具体为铂二乙烯基四甲基二硅氧烷/二甲苯溶液，化学发泡剂为乙醇，交联剂为聚甲基氢硅氧烷，填料为5微米平均粒径的碳化硅粉末。将所有材料加入塑料杯，用搅拌器猛烈搅拌12分钟，形成充满微小气泡的均匀混合液。停止搅拌后将塑料杯搁置不动，等待510分钟，直至液态泡沫膨胀固化完成。固化完成的多孔材料，如图1所示，多孔材料具有弹性，可用刀片进行切割，多孔材。
26、料的表面有一层较为致密光滑的表皮，内部则为多孔结构。0038表2添加填料的以多孔硅胶为基体的多孔陶瓷0039材料重量有机聚合物10催化剂001化学发泡剂01交联剂10填料750040将已完全固化的多孔硅胶从塑料杯中取出，放入气氛炉中。充满并通入纯净氩气，以5度/分钟的速率升温至1200摄氏度，保温1小时，再以5度/分钟的速率降至室温，获得本例的多孔陶瓷。0041本例制备的多孔陶瓷因为添加了填料，在加热时硅胶向陶瓷的转化过程中体积收缩得到了抑制，所以能够制备尺寸为10厘米以上的块状样品。所得的多孔陶瓷体密度为0406克/立方厘米，孔隙率为7080，主要为开孔结构，但包含有少量闭孔。该多孔陶瓷具有。
27、良好的机械强度，经测试其拉伸断裂强度为5兆帕左右。0042另外，本例对化学发泡剂的用量与多孔材料的体密度进行了分析，结果如图2所示，图中其中A为多孔硅胶数据，B为多孔陶瓷数据，散点为实际测量数据，虚曲线为根据化学发泡的数学模型预测的密度变化趋势，当发泡剂在陶瓷浆料即前驱体混合物中的重量百分比在3以下时，多孔材料的体密度基本跟发泡剂的用量成反比，当发泡剂的重量百分比超过3时，由于产生的气体过多，造成了气泡过大而破裂，泡沫材料发生塌陷，体密度反而增大；相应的多孔陶瓷也是如此；其中多孔硅胶是有机聚合物固化成型后形成的多孔材说明书CN104163650A6/7页8料，多孔陶瓷是多孔材料热处理后形成的。。
28、化学发泡剂与多孔材料的孔径的分析如图3所示，与图2的结果趋势类似，当发泡剂的重量百分比在3以下时，多孔材料的平均孔径随着发泡剂的用量增加而增大，当发泡剂的重量百分比超过3时，由于太大的气泡不够稳定而破裂，平均孔径趋向于一个极限值，不再继续增大。0043本例还对填料的用量进行了试验，结果显示，填料的用量在体积百分比030之间比较合适，即要么不添加填料，要么添加的量不超过体积比30，因为，填料过多，会使陶瓷浆料的粘度过高而无法进行机械搅拌。图4所示为没添加填料、添加18和30体积比的碳化硅填料所制备的多孔陶瓷的扫描电镜形貌图，其中A，B为不含填料的多孔陶瓷，C，D为含18碳化硅填料的多孔陶瓷，E，。
29、F为含30碳化硅填料的多孔陶瓷；可见添加的填料均匀分布在多孔陶瓷的骨架中，同时，虽然添加填料减少了陶瓷在转化时的宏观体积收缩，提高了总体机械强度，但是在微观上仍不能消除骨架内部的微裂纹。0044此外，本例还采用了不同的填料进行试验，结果显示，碳化硅、氮化硅、氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛、生物玻璃和羟磷灰石均可制备出符合使用要求的多孔陶瓷。0045实施例三带连接通道的分层多孔陶瓷0046本例制备了加碳化硅填料的多孔硅胶层、加氧化锆填料的多孔硅胶层、加碳化硅填料的多孔硅胶层，三层复合的分层多孔陶瓷。0047制备方法如下0048A首先，制备一层以碳化硅为填料的多孔硅胶，具体方法同实施例二；0049。
30、B待第一层固化后，在第一层多孔硅胶上面制备一层以氧化锆为填料的多孔硅胶，制备方法同第一层的制备方法，只是填料换成氧化锆；0050C待第二层固化后，用打孔器贯穿两层多孔硅胶。0051D在第二层上面浇注第三层，第三层是以碳化硅为填料的多孔硅胶，由于前驱体混合物的可流动性，底层和顶层通过孔洞内的多孔硅胶连接，第三层的制备方法同第一层。0052E待第三层固化后，将三层的多孔材料进行热处理转化为具有分层结构的多孔陶瓷。0053本例制备的分层多孔陶瓷可作为一种性能改良的高温隔热层，第一层和第三层因为添加了碳化硅填料，机械性能较好，起到结构支撑的作用，但是隔热性能不好，而中间的第二层因为添加了氧化锆填料，所。
31、以隔热性能优越，起主要隔热作用，虽然其机械性能较差，但是只是作为夹层，位于两层有连接的以碳化硅为填料的外层之间，这样整个结构就可以同时达到良好的机械强度和隔热性能。0054需要说明的是，本实施例只是描述了一种多层多孔结构的制备方法，体现了用室温成型法制备多孔陶瓷的灵活性，对该方法的直接或间接扩展不做限定；可以理解，在本例的基础上，还可以制备出若干层的分层多孔陶瓷，并且还可以采用不同的材料组合制备出各种功能和用途的分层多孔陶瓷。0055实施例四具有渐变组成的有机无机混合多孔材料的制备0056具有渐变组成的多孔材料的一端为完全转化的多孔陶瓷，另一端为完全没有转化的有机聚合物为基体的多孔材料，两端中。
32、间为有机无机渐变过渡区。本例以加碳化硅填料的多孔硅胶进行试验，制备方法如下0057A首先，按照实施例二的方法制备多孔硅胶，即固化后的多孔材料，将其切成长条说明书CN104163650A7/7页9形；0058B将长条形的多孔硅胶放入石英管中，在管中充满纯净氮气；0059C将石英管一端插入管式炉的热区，另一端保持在炉子外面，用风扇或者水流对外端进行冷却，保证长条型的多孔硅胶一端位于炉子热区，另一端位于炉子外面的冷区，将炉子加热至1100摄氏度，保温1小时，然后冷却，即获得本例的渐变多孔材料。0060本例制备的渐变多孔材料，其一端为完全转化的多孔陶瓷，而另一端则是完全没有转化的有机聚合物基体多孔材料。
33、，中间是由无机多孔陶瓷向有机多孔材料逐渐过渡的过渡区；该渐变多孔材料可作为一种性能优越的高温隔热材料。有机材料的热传导率比陶瓷材料低很多，但是不能用于高温领域。在这种渐变材料中，只有处于高温区的有机材料经历了有机无机转化，而处于低温区的有机材料仍然保持其有机材料的性质，这种从高温向低温的转变是逐渐变化的，所以这种隔热层从高温区到低温区也是从无机向有机逐渐转变的，这样保证了处于每个温度区间的材料都能在安全温度下提供最佳隔热性能。0061需要说明的是，本实施例只是描述了一种具有渐变组成的多孔结构的制备方法，体现了用室温成型法制备多孔陶瓷的灵活性，对该方法的直接或间接扩展不做限定。例如，利用类似的方法还可以制备具有环形梯度渐变组成的有机无极混合多孔材料，或者制备出某局部为基础的渐变多孔材料。0062以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。说明书CN104163650A1/2页10图1图2说明书附图CN104163650A102/2页11图3图4说明书附图CN104163650A11。