郝为民^{1, 2}，孙是昊²，郝文俊²，李子康²，徐奕辰²，于德川¹

(1. 大连工业大学 纺织与材料工程学院，辽宁 大连 116034；

2. 辽宁材料实验室 结构化材料技术研究所，辽宁 沈阳 110167)

摘  要：多孔氧化硅(SiO₂)陶瓷在耐火材料和催化剂载体等领域具有广泛的应用前景。然而低强度方石英烧结颈的存在导致其力学性能较差，且传统成型方法难以构筑复杂精细结构，严重制约其工业化应用。针对上述问题，本研究设计了一种独特颗粒排列结构，即“纸牌屋”结构高岭土包覆独立的SiO₂颗粒，并通过调控SiO₂/高岭土浆料的pH值，进而调控粉体带电状态，以实现上述结构。在此结构下，SiO₂/高岭土浆料表现出优异的直写成型能力，其零切黏度(η0)和储能模量(G'eq)分别可达4922 Pa·s和40803 Pa。颗粒排列结构可在挤出过程中快速恢复，并在干燥过程中良好保持。经1275 ℃烧结后，方石英借助莫来石烧结颈相互连接，陶瓷弯曲强度可达(33.561.51) MPa。进一步借助直写成型构建了具有毫米—微米两级孔结构的网格状多孔SiO₂陶瓷，其总孔隙率在(59.31.4)%～(75.51.7)%范围内可调，抗压强度可达(5.330.57) MPa～(0.970.13) MPa。本研究为高性能、轻量化多孔SiO₂陶瓷的制备提供了全新思路。

关键词：直写成型；颗粒排列结构；分级多孔SiO₂陶瓷；力学性能