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摘要
冰模板技术为在材料中构筑有序定向多孔结构提供了一种有效的途径,然而其通常存在制备效率低、过程难以调控以及制得的样品尺寸小、结构均匀性差等局限.本文开发了一种新型的连续式冰模板工艺,通过将冷冻固-液界面连续下降浸入到冷却介质中以抵消其向上的生长,成功在界面前沿建立了大而稳定的双向温度梯度,从而制备得到了具有均匀定向结构的多孔材料.与传统的静置式冰模板技术相比,该工艺的制备效率显著提升,制得的样品尺寸明显增加.以多孔氧化锆陶瓷为例,其多孔结构变得更加细密而均匀,陶瓷片层的定向性和连通性均明显提升,这使得材料在相同孔隙率条件下表现出更高的压缩强度,并且强度沿样品高度方向也更加稳定.本研究有助于推动冰模板技术的放大,并促进新型高性能材料的开发与应用.
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