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本研究提出了使用冷凍 氧化鋁/莰烯 為原料制造具有宏觀/微孔結(jié)構(gòu)的多孔氧化鋁三維陶瓷。通過以0°/ 90°的木堆堆疊狀打印出 氧化鋁/莰烯 來得到相互連接的孔結(jié)構(gòu)，如圖1所示，多孔氧化鋁陶瓷的宏觀/微孔結(jié)構(gòu)和壓縮強(qiáng)度可以通過調(diào)整 氧化鋁/莰烯 漿料中氧化鋁的含量來調(diào)整。

圖2為氧化鋁含量為20vol%時制得的多孔結(jié)構(gòu)的μ-CT圖。圖像顯示素坯沒有明顯變形或大的缺陷，具有很好的規(guī)律性。這一結(jié)果表明，用作粘接劑的莰烯可以有效地維持氧化鋁粉末的結(jié)構(gòu)，從而使 氧化鋁/莰烯 具有更高的素坯強(qiáng)度。此外，通過冷凍干燥法可以輕易地除去莰烯，避免了耗時的脫脂過程。

圖3(A) - (F)顯示了氧化鋁含量分別為15vol％，20vol％，25vol％時制得的多孔結(jié)構(gòu)FE-SEM圖像。可以發(fā)現(xiàn)，即使沒有添加支撐，所有幾何圓周形狀的氧化鋁框架也以周期性木堆型堆積（圖3(A) - (C)）。對于氧化鋁含量為15vol％的樣品，僅觀察到氧化鋁絲的輕微變形，并且所有的多孔結(jié)構(gòu)都具有4?150μm的連通孔結(jié)構(gòu)。此外，所有的樣品都實現(xiàn)了木堆結(jié)構(gòu)間良好的結(jié)合，這得益于莰烯優(yōu)異的粘接性能。圖3(D) - (F)顯示了氧化鋁含量分別為15vol％，20vol％，25vol％時制得的多孔結(jié)構(gòu)的橫截面的FE-SEM圖像。圖像顯示，木堆結(jié)構(gòu)中具有大量與擠出方向垂直的微孔。此外，隨著氧化鋁含量的減少，孔的數(shù)量和大小隨之增加。該發(fā)現(xiàn)表明，樣品的微孔結(jié)構(gòu)可以簡單地通過調(diào)節(jié)氧化鋁/莰烯漿料中氧化鋁的含量來控制。

參考文獻(xiàn)：

1. Moon Y W, Choi I J, Koh Y H, et al. Porous alumina ceramic scaffolds with biomimetic macro/micro-porous structure using three-dimensional (3-D) ceramic/camphene-based extrusion[J]. Ceramics International, 2015, 41(9):12371-12377.