馬德禮， 李慶剛， 王 志， 史國(guó)普， 吳俊彥， 孫孟勇， 宋 力, 李顏華

(1. 濟(jì)南大學(xué) a. 山東省建筑材料制備與測(cè)試技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， b. 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 山東 濟(jì)南 250022；2. 中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)第五十二研究所, 山東 煙臺(tái) 264003； 3. 德州聯(lián)合拓普復(fù)合材料科技有限公司， 山東 德州 253000)

新型材料泡沫陶瓷比表面積大，氣孔率高，密度低且熱傳導(dǎo)系數(shù)小，對(duì)液體和氣體介質(zhì)有選擇透過(guò)性，并具有能量吸收和阻尼特性等優(yōu)異性能，在熔融金屬、氣體液體過(guò)濾、化工催化載體、吸聲減振、生物材料、 特種墻體材料和傳感器材料等方面作用顯著， 廣泛應(yīng)用于能源、 化工、 生物等領(lǐng)域[1]。 泡沫陶瓷一般用作鑄造行業(yè)的熔融金屬過(guò)濾，有堇青石、 氧化鋁、 碳化硅、 氧化鋯等多種材質(zhì)。 目前應(yīng)用較多的是氧化鋁、 碳化硅、 氧化鋯3種泡沫陶瓷， 其中氧化鋁泡沫陶瓷主要用于金屬鋁和鋁合金過(guò)濾， 碳化硅泡沫陶瓷用于鑄鐵及有色金屬過(guò)濾， 氧化鋯泡沫陶瓷用于不銹鋼及更高溫合金過(guò)濾等[2]。陶瓷過(guò)濾器主要以泡沫陶瓷為主，制備工藝復(fù)雜，制備溫度較高，對(duì)設(shè)備有特殊要求， 而且制得的陶瓷過(guò)濾器氣孔率高且強(qiáng)度低，需要添加燒結(jié)助劑，很難滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求，因此陶瓷過(guò)濾器的制作工藝還需要進(jìn)一步研究與完善，目前的陶瓷過(guò)濾器體系也限制了其更為廣泛的應(yīng)用[3]。目前鑄造生產(chǎn)行業(yè)中大多使用泡沫陶瓷過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾，使用最多的材料是碳化硅。碳化硅泡沫陶瓷過(guò)濾器可以充分過(guò)濾出金屬熔化為液體時(shí)的不熔雜質(zhì)，并且本身不被破壞，這也體現(xiàn)出碳化硅泡沫陶瓷耐高溫的特性。該過(guò)濾器又具備抗熱震性好和耐金屬溶液侵蝕好的特性，這也是它能夠在復(fù)雜環(huán)境下用于金屬冶煉的重要原因[4]。本文中主要綜述碳化硅泡沫陶瓷的制備方法，包括添加造孔劑法、 發(fā)泡法、 有機(jī)泡沫浸漬法、 溶膠-凝膠法、 液(氣)相滲硅法、 凝膠注膜法、 反應(yīng)燒結(jié)法等；以及碳化硅泡沫陶瓷在過(guò)濾器、 催化劑載體、 泡沫閥塔盤、 填料、 生物學(xué)等方面的應(yīng)用。

1 碳化硅泡沫陶瓷過(guò)濾器研究現(xiàn)狀

1.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀

泡沫陶瓷過(guò)濾器最初在20世紀(jì)70年代由美國(guó)聯(lián)合鋁業(yè)公司的Mollard等[5]研制而成，應(yīng)用于鋁合金過(guò)濾，命名為Selee/Al。經(jīng)成功推廣后，日本、德國(guó)和瑞士等金屬冶煉技術(shù)發(fā)達(dá)的國(guó)家開始開展適用于煉銅、鑄鐵和鑄鋼等行業(yè)的不同材質(zhì)泡沫陶瓷過(guò)濾器的研制，并成功開發(fā)出氧化鋁、氧化鎂、碳化硅、氧化鋯、氮化硅等多種材質(zhì)。近年來(lái)，我國(guó)綜合實(shí)力不斷提升，泡沫陶瓷的生產(chǎn)方式已經(jīng)發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，拋棄了以人工為主的加工方式，逐步發(fā)展為機(jī)械化、自動(dòng)化方式生產(chǎn)，不僅提高了生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量也有質(zhì)的提升。在不久的將來(lái)，泡沫陶瓷會(huì)在陶瓷領(lǐng)域占有一席之地。

在Selee/Al的基礎(chǔ)上，美國(guó)聯(lián)合鋁業(yè)公司經(jīng)過(guò)多年研究，在十幾年之后又有所突破，研發(fā)出新型碳化硅基質(zhì)的泡沫陶瓷過(guò)濾器，命名為Selee/Fe[6]，這是一種燒結(jié)型陶瓷過(guò)濾器，主要用于鑄鐵行業(yè)。美國(guó)聯(lián)合鋁業(yè)公司圍繞泡沫陶瓷已經(jīng)研發(fā)出了一系列產(chǎn)品，其中冶金領(lǐng)域中常用的氧化鋯質(zhì)泡沫陶瓷產(chǎn)品已經(jīng)壟斷整個(gè)市場(chǎng)。美國(guó)Hi-Tech陶瓷公司于20世紀(jì)末針對(duì)高溫合金冶煉方面研發(fā)泡沫陶瓷過(guò)濾器，其中單一材料的泡沫陶瓷過(guò)濾器材質(zhì)有莫來(lái)石和剛玉2種，復(fù)合材料的則為氧化鋯增韌氧化鋁(ZTA)質(zhì)和氧化鎂部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)2種[7]。美國(guó)Astro Met公司以鋯英石、莫來(lái)石以及碳化硅為原料，生產(chǎn)應(yīng)用于鑄鐵、鑄銅、鑄鋼和鎂合金等高溫合金精密鑄造等方面的泡沫陶瓷過(guò)濾器[8]。除原材料之外，生產(chǎn)企業(yè)對(duì)制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，可以根據(jù)客戶需求進(jìn)行設(shè)計(jì)、生產(chǎn)，并創(chuàng)造性地把三維(3D)打印運(yùn)用在泡沫陶瓷的設(shè)計(jì)與制造中。日本多家公司的生產(chǎn)泡沫陶瓷技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，主要有Bridgestone公司、石橋政勇公司、品川百煉瓦公司，除了采用剛玉和莫來(lái)石為原料，還引入了氮化硅[9]。

目前我國(guó)所使用的高性能泡沫陶瓷的產(chǎn)品主要由國(guó)外公司生產(chǎn)，特別是美國(guó)ASK公司和日本的Bridgestone公司，它們泡沫陶瓷產(chǎn)品暢銷全球，尤其在精密鑄造領(lǐng)域被廣泛使用。

1.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

由于精密儀器對(duì)金屬液純度以及性能提出了更高的要求，因此迫切需要性能更加優(yōu)越的泡沫陶瓷過(guò)濾器產(chǎn)品。葉榮茂等[10-11]成功研制出用于鑄鐵、不銹鋼過(guò)濾的泡沫陶瓷過(guò)濾器。房文斌等[12]研制出鑄鋼用的過(guò)濾器，彌補(bǔ)了我國(guó)在此方面的空缺。劉巖等[13]設(shè)計(jì)出一種適用于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)高強(qiáng)度金屬過(guò)濾用碳化硅泡沫陶瓷，使用碳化硅粉體和聚氨酯泡沫，通過(guò)2次掛漿工藝制得碳化硅泡沫陶瓷，產(chǎn)品的最大平均抗彎強(qiáng)度達(dá)到2.87 MPa，平均孔徑約為3 mm，同時(shí)具備優(yōu)良的抗熱震性能和高達(dá)1 700 ℃的耐火度。

黃繼和等[14]開發(fā)了鋁礬土、氧化鋁以及碳化硅3種材質(zhì)的泡沫陶瓷過(guò)濾器。王薇薇等[15]研制出可用于鎂合金鑄造的氧化鎂泡沫陶瓷過(guò)濾器，可滿足較高純度的鎂合金生產(chǎn)要求。陳巨喬等[16]基于莫來(lái)石、氧化鋯等材料開發(fā)出能在1 650 ℃高溫環(huán)境中使用的泡沫過(guò)濾器。朱新文等[17]開發(fā)出碳化硅泡沫陶瓷，相比于其他材料，其性能更優(yōu)異，并且使用的制備方法是有機(jī)泡沫浸漬法[18]?？傊c美國(guó)、英國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家相比，國(guó)內(nèi)泡沫陶瓷的研究相對(duì)較少，大多數(shù)還停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，沒有形成系統(tǒng)化的研究。

2 碳化硅泡沫陶瓷制備工藝

2.1 添加造孔劑法

添加造孔劑法制備泡沫陶瓷的原理是在陶瓷漿料中加入受熱易分解為氣體的物質(zhì)，該物質(zhì)在燒結(jié)過(guò)程中揮發(fā)，在結(jié)構(gòu)中留下孔洞，從而制得泡沫陶瓷[19]，因此可以根據(jù)所需氣孔的尺寸選擇形狀適宜的造孔劑。

添加造孔劑法的優(yōu)點(diǎn)是適用于各種復(fù)雜形狀的陶瓷產(chǎn)品，不足之處是氣孔的位置完全由造孔劑所在位置決定，很難得到氣孔均勻分布的制品。在陶瓷產(chǎn)品的燒制過(guò)程中大多選用無(wú)機(jī)造孔劑，盡量減少雜質(zhì)的引入。在某些特殊情況下也會(huì)選用有機(jī)造孔劑，例如有機(jī)酸、高分子等[20]。

2.2 發(fā)泡法

發(fā)泡法是應(yīng)用較早的一種制備泡沫陶瓷的方法，其原理是在加熱的同時(shí)加壓，使得原料發(fā)泡并且充滿模具，在恢復(fù)到室溫后脫模，就可制得泡沫陶瓷[21]。碳酸鈣、氫氧化鈣是常用的發(fā)泡物質(zhì)，在某些特殊的情況下，也會(huì)使用硫酸鹽和硫化物的混合物充當(dāng)發(fā)泡劑。目前該方法只能用于特定的生產(chǎn)條件，不能在工廠中進(jìn)行大批量生產(chǎn)，原因是研究人員還沒有掌握控制氣泡生成、分布的方法。

2.3 有機(jī)泡沫浸漬法

有機(jī)泡沫浸漬法是20世紀(jì)60年代研究出的一種新型泡沫陶瓷制備方法，該方法的原理是先制備一個(gè)有機(jī)泡沫骨架，然后將陶瓷料漿覆蓋在骨架上，經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)，有機(jī)骨架揮發(fā)，從而制得多孔泡沫陶瓷[22]。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以根據(jù)需求調(diào)整漿料而不會(huì)影響結(jié)構(gòu)，同時(shí)，通過(guò)劣化漿料的黏結(jié)性，還可以改善所得產(chǎn)品的各項(xiàng)性能；但是有機(jī)泡沫骨架的種類相對(duì)較少，由于骨架的網(wǎng)眼尺寸決定了所制備泡沫陶瓷的孔徑，因此只能滿足一定的生產(chǎn)要求而不能大量生產(chǎn)[23]。

2.4 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是近幾年才應(yīng)用于泡沫陶瓷生產(chǎn)的一種方法。為了保證漿料的性能，在原料中加入催化劑的同時(shí)，需要有引發(fā)劑和一些有機(jī)單體，通過(guò)這些物質(zhì)發(fā)生原位聚合反應(yīng)，從而達(dá)到制備碳化硅泡沫陶瓷的目的。通常所使用的有機(jī)單體為有機(jī)泡沫塑料。當(dāng)有機(jī)泡沫塑料加入漿料中時(shí)，漿料覆蓋有機(jī)泡沫塑料的表面，凝固后通過(guò)燒結(jié)得到內(nèi)部為多孔狀的泡沫陶瓷。該方法可以制備形狀較簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，所制得泡沫陶瓷的孔徑可以達(dá)到納米級(jí)，并且內(nèi)部氣孔的分布遠(yuǎn)比其他方法所制得的泡沫陶瓷的均勻[24]。

2.5 液(氣)相滲硅法

液(氣)相滲硅法的原理是在高溫下將含有硅的液相或氣相前驅(qū)體滲入到木炭模板中, 兩者發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成碳化硅泡沫陶瓷[25]。常用的前驅(qū)體有熔融硅、二氧化硅溶膠、硅蒸氣和氣相二氧化硅等。氣相滲硅法即使在很高的溫度時(shí)所需要的反應(yīng)時(shí)間也很長(zhǎng)，而液相滲硅法比氣相滲硅法快數(shù)倍，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，并且所制得的碳化硅泡沫陶瓷在保證力學(xué)性能的前提下兼具較低的密度以及尺寸的完整性。

2.6 凝膠注膜法

凝膠注模工藝由Omatete等[26]于20世紀(jì)90年代初期提出并研發(fā)。凝膠注模的工藝原理[27]如下：將有機(jī)單體和交聯(lián)劑加入低黏度、流動(dòng)性好、固相含量高的濃懸浮液中, 將溫度調(diào)控至可以發(fā)生反應(yīng)的條件，在此過(guò)程中加入催化劑和引發(fā)劑，在外加劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng)，料漿凝固后即可形成孔狀結(jié)構(gòu)，最后經(jīng)過(guò)脫膜干燥以及高溫?zé)Y(jié)制得泡沫陶瓷。該方法需要使用模具，因此可以進(jìn)行大批量生產(chǎn)，同時(shí)，還可以根據(jù)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模具，解決了形狀受限的問題，拓寬了使用范圍。目前所使用的外加劑都有一定的毒性，對(duì)環(huán)境或者人體都有傷害，因此還需要尋找或者開發(fā)更穩(wěn)定、安全的外加劑，從而降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

2.7 反應(yīng)燒結(jié)法

王麗珍[28]研究了反應(yīng)燒結(jié)法制備碳化硅泡沫陶瓷的方法。 相對(duì)于溫度為2 000 ℃以上的高溫?zé)o壓燒結(jié)法， 該方法只需要在1 500 ℃左右即可反應(yīng)， 大幅降低了生產(chǎn)成本， 并且不需要添加任何燒結(jié)助劑。 將經(jīng)過(guò)預(yù)處理且已去除孔筋間隔膜的聚氨酯泡酯泡沫作為母體, 將碳化硅粉與高聚物樹脂按質(zhì)量比7∶3配合制得漿料, 用漿料浸漬母體， 再經(jīng)固化、 熱解, 得到碳-碳化硅泡沫陶瓷預(yù)制件, 然后與熔融硅進(jìn)行反應(yīng), 制得具有三維網(wǎng)狀骨架的碳化硅泡沫陶瓷。 相比于其他所有的制備方法， 該方法制得的碳化硅泡沫陶瓷氣孔率最大， 同時(shí)保留了碳化硅耐熱、 耐高溫的特性， 適合于進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

3 碳化硅泡沫陶瓷的應(yīng)用

3.1 過(guò)濾器

碳化硅泡沫陶瓷的主要應(yīng)用是過(guò)濾器。目前已經(jīng)有很多研究人員以多孔陶瓷作為過(guò)濾器，但是相對(duì)于泡沫陶瓷過(guò)濾器，多孔陶瓷過(guò)濾器的過(guò)濾效果較差，生產(chǎn)成本較高。葉青柏等[29]研制出了碳化硅泡沫陶瓷過(guò)濾片，相對(duì)于其他材料的過(guò)濾片，碳化硅陶瓷過(guò)濾片具有很好的耐高溫強(qiáng)度、耐熱沖擊性以及化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)異的特點(diǎn)。碳化硅泡沫陶瓷過(guò)濾器特別適用于高溫金屬液的過(guò)濾過(guò)程，不僅解決了傳統(tǒng)的鑄造工藝不能去除合金中非金屬夾雜物的問題，同時(shí)可以改善金屬的硬度，使產(chǎn)品硬度均勻化，更易于加工，進(jìn)而提升金屬的合格率，提高了生產(chǎn)效率。自此之后，碳化硅泡沫陶瓷廣泛應(yīng)用于鑄造領(lǐng)域，不僅給生產(chǎn)廠家?guī)?lái)巨大的利益，也極大地促進(jìn)了金屬加工業(yè)的發(fā)展。此外，由于碳化硅泡沫陶瓷對(duì)油煙的過(guò)濾效果極佳，并且具有耐熱沖擊性、抗壓性等特點(diǎn)，因此常用作柴油機(jī)引擎油煙收集過(guò)濾器。碳化硅泡沫陶瓷區(qū)別于其他材料的一個(gè)顯著特點(diǎn)是通電發(fā)熱。當(dāng)油煙進(jìn)入到一定范圍時(shí)，能夠被檢測(cè)到并且被收集，進(jìn)行再次燃燒，從而達(dá)到快速再生的效果。在捕集油煙時(shí)，碳化硅陶瓷的壓降較平穩(wěn)，因此可以使催化劑實(shí)現(xiàn)整體均勻地再生，不會(huì)出現(xiàn)局部過(guò)熱現(xiàn)象[30]。

3.2 催化劑載體

碳化硅泡沫陶瓷集耐腐蝕、 導(dǎo)熱性好、 耐熱沖擊和機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)于一身， 并且因內(nèi)部存在眾多孔洞而具有較大的比表面積， 從而能夠與被過(guò)濾的物質(zhì)充分接觸， 成為催化劑載體的絕佳材料。 矯義來(lái)等[31]先通過(guò)聚氨酯泡沫熱解結(jié)合可控熔滲反應(yīng)， 燒結(jié)制備泡沫碳化硅陶瓷； 然后利用原位水熱合成法， 在泡沫碳化硅陶瓷表面制備Silicalite-1沸石涂層。 沸石涂層和泡沫碳化硅載體所組成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)存在各種大小不一的孔洞，使得比表面積增大，并且涂層的熱穩(wěn)定性和抗熱震性良好。 Richardson等[32]在碳化硅泡沫陶瓷上負(fù)載銠、 鉑-錸等催化劑，以甲烷部分氧化制備合成氣的反應(yīng)為例，考察新型催化劑的性能，與常規(guī)催化劑相比，碳化硅泡沫結(jié)構(gòu)催化劑的轉(zhuǎn)化率更高；在轉(zhuǎn)化率相同的條件下，生成的一氧化硅和氫氣更多，選擇性更好。與傳統(tǒng)的顆粒床層反應(yīng)器相比，碳化硅泡沫陶瓷的優(yōu)點(diǎn)更加突出，不僅能夠大幅度減小反應(yīng)器的壓降，還可以延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，這些優(yōu)勢(shì)使其可以勝任催化劑載體。較小的壓降可以使催化反應(yīng)適應(yīng)的氣相負(fù)荷范圍更寬，也適應(yīng)長(zhǎng)徑比更大的反應(yīng)裝置，改善了使用條件，提高了效率。同時(shí)，泡沫碳化硅的大比表面積還能夠增加反應(yīng)物接觸面積，提高了催化效率。此外，由于碳化硅的導(dǎo)熱好，因此縮短了催化反應(yīng)時(shí)間。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，碳化硅泡沫陶瓷可以加快催化反應(yīng)，增加產(chǎn)率，改善可選擇性[33]。

3.3 泡沫閥塔盤

碳化硅泡沫材料因內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)而具有較低的密度，同時(shí)兼具高孔隙率，再加上其耐高溫、導(dǎo)熱系數(shù)大等優(yōu)良特性,吸引了國(guó)內(nèi)外很多研究人員的注意，其流體力學(xué)性能成為主要研究對(duì)象，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了大量的嘗試[34-36]。高鑫等[37]利用碳化硅泡沫材料聯(lián)合開發(fā)出多種用于精餾過(guò)程的傳質(zhì)單元,如泡沫碳化硅固閥塔板[38]、泡沫碳化硅整體塔板[39]等，雖然這些新型的塔板特點(diǎn)很多，但是安裝困難，導(dǎo)致難以大范圍推廣。李洪等[40]從結(jié)構(gòu)入手對(duì)碳化硅泡沫陶瓷閥塔盤進(jìn)行了改造，制得一種更高級(jí)的閥塔盤，不僅提高了安裝效率，還能控制通過(guò)氣體的流動(dòng)速度以及氣體在管內(nèi)的分布。這種改進(jìn)使得該產(chǎn)品能夠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，并兼具碳化硅質(zhì)泡沫陶瓷塔板和閥塔盤二者的優(yōu)點(diǎn)。與已有的碳化硅泡沫陶瓷塔板相比，新設(shè)計(jì)的碳化硅泡沫陶瓷塔板有巨大改進(jìn)，不再采用之前的安裝方式，而是通過(guò)螺釘與卡扣相互配合，最終固定在支架上進(jìn)行使用，十分有利于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行推廣。此外，在結(jié)構(gòu)方面，新型塔盤取消表面原有的閥體，減小了流體經(jīng)過(guò)表面時(shí)的阻力，進(jìn)而減小誤差，適用于塔徑更大的環(huán)境。

3.4 填料

瑞士Sulzer公司的Mellapak型規(guī)整填料奠定了現(xiàn)代規(guī)整填料技術(shù)的基礎(chǔ)。規(guī)整填料的問世是塔內(nèi)件的重大突破，打破了傳統(tǒng)的塔板和規(guī)整散料模式，使得規(guī)整填料在處理能力和傳質(zhì)效率方面產(chǎn)生了質(zhì)變。最有代表性的是美國(guó)Glitsch Inter公司生產(chǎn)的Gempak型規(guī)整填料, 由于該填料的基本結(jié)構(gòu)與Mellapak型的相同, 因此在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)幾乎一致[41-42]。Stemmet等[43]、 Lévêque等[44-45]首次將碳化硅泡沫陶瓷用于填料,當(dāng)采用圓柱形結(jié)構(gòu)使用時(shí),內(nèi)部壓降過(guò)大，同時(shí)通量很小,因此在工業(yè)應(yīng)用中效果很差。碳化硅泡沫陶瓷具有獨(dú)特的三維網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通結(jié)構(gòu),當(dāng)兩相流體流經(jīng)其內(nèi)部時(shí),不僅會(huì)發(fā)生傳質(zhì)，還會(huì)有傳熱現(xiàn)象。由于碳化硅泡沫陶瓷具有大的比表面積,因此極大地促進(jìn)了兩相交互作用,強(qiáng)化了傳質(zhì)、傳熱過(guò)程的進(jìn)行,同時(shí)兼具高導(dǎo)熱、耐介質(zhì)腐蝕的特點(diǎn),非常適用于精餾填料制備[46]。田沖等[47]首次將內(nèi)部為三維網(wǎng)絡(luò)孔洞的泡沫陶瓷運(yùn)用于填料的制備，該填料不僅具有極好的耐酸性，還具有更大的比表面積，綜合性能提高了一個(gè)量級(jí)，在強(qiáng)腐蝕環(huán)境下的應(yīng)用潛力非?？捎^。

3.5 生物學(xué)

碳化硅泡沫陶瓷在生物學(xué)方面的應(yīng)用是最有潛力的。吳琳等[48]依據(jù)體內(nèi)植入陶瓷材料的基本生物學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)張勁松等[49]制得的碳化硅泡沫陶瓷進(jìn)行了評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)碳化硅泡沫陶瓷的毒性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在經(jīng)過(guò)大量的取證后，發(fā)現(xiàn)該材料無(wú)毒，無(wú)刺激，也不會(huì)引發(fā)皮膚過(guò)敏，在進(jìn)行遺傳學(xué)試驗(yàn)后，結(jié)果表明沒有發(fā)生排斥反應(yīng)。通過(guò)調(diào)整材料內(nèi)部孔的尺寸，還可以將碳化硅泡沫陶瓷制成人體骨骼。上述應(yīng)用都是基于碳化硅泡沫陶瓷具有良好的生物相容性才能夠?qū)崿F(xiàn)的，但是在生物學(xué)方面的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。另外，通過(guò)對(duì)碳化硅泡沫陶瓷進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)和動(dòng)物植入試驗(yàn)[50]發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)植入黏附體外成骨細(xì)胞MG63的泡沫碳化硅的26只實(shí)驗(yàn)動(dòng)物健康狀況良好，所有動(dòng)物的傷口在預(yù)定時(shí)間內(nèi)全部愈合，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)預(yù)期，表明碳化硅泡沫陶瓷材料具有良好的骨傳導(dǎo)性及成骨能力，甚至在某些方面的效果不亞于透明質(zhì)酸(HA)的。總之，碳化硅泡沫陶瓷材料的生物學(xué)前景十分廣泛，一旦有所突破，帶來(lái)的收益將是巨大的，需要研究人員進(jìn)一步探索。

4 結(jié)語(yǔ)

碳化硅泡沫陶瓷是一種較新的陶瓷品類。大量研究表明，碳化硅泡沫陶瓷不僅綜合性能優(yōu)異，還具有較低的生產(chǎn)成本，而且制備工藝污染較小，更加環(huán)保。即使對(duì)各種材料的性能提出高要求，碳化硅泡沫陶瓷也能夠滿足。目前我國(guó)正在加大力度發(fā)展碳化硅泡沫陶瓷，特別是在21世紀(jì)，人們對(duì)于生物學(xué)技術(shù)和改善環(huán)境的呼聲愈發(fā)強(qiáng)烈，也促使研究者制備環(huán)保、高性能、多功能的碳化硅泡沫陶瓷，進(jìn)一步挖掘和開發(fā)碳化硅泡沫陶瓷的眾多優(yōu)點(diǎn)，推動(dòng)碳化硅陶瓷產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化，探索、研究并開發(fā)更多碳化硅泡沫陶瓷材料相關(guān)的產(chǎn)品，從而為社會(huì)發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。