基于生物纤维模板的绝热材料研究(2)
自从20世纪末期澳大利亚学者首次提出氧化锆相变产生的体积效应能用来增韧
陶瓷以来，对氧化锆陶瓷作为结构材料的探索就十分活跃，从晶体相变、热力学，晶
体增韧机制企图使氧化锆增韧发挥更大的作用。 早在18世纪，人们就从宝石中提炼
出了氧化锆，但直到19世纪才作为燃气灯罩投入使用。后来，氧化锆相继在耐火材料、
颜料及磨料中得到应用。近十年来，由于各种新产品对良好韧性的要求，氧化锆的用
量增加，所涉及的领域也在不断扩大。[2]
1.1.3 氧化铝
纯的氧化铝是白色固体，又称矾土，是陶瓷纤文的主要组成成分。氧化铝应主要
有3种同质多晶变体，即α-Al2O3、β-Al2O3、γ- Al2O3。它们结构不同，所以性质差
异很大[3]
。氧化铝陶瓷传导性、机械强度和耐高温性能良好，它在现代社会中的应用
已经越来越广泛，无论是在工业生产还是平时生活中。
建国以来，我国建筑陶瓷工业发展迅速,自从我国加入世贸组织,建筑陶瓷工业又
面临着一次空前的发展机遇,同时也面临着更多新的挑战。[4]
氧化铝陶瓷作为先进陶瓷
中应用最广的一种材料，伴随着整个行业的发展呈现以下发展趋势：[5]
（1）设备技术快速发展
（2）产品质量不断提高
（3）产业规模迅速扩大 1.2 遗态材料的研究现状及发展前景
遗态材料是材料学中新提出的一个名词，主要指以自然界经亿万年进化的生物为
模板，通过一系列工艺手段制备出保持有自然界生物精细分级结构的新型结构功能一
体化材料。[6]
它主要将仿生学原理引入材料的合成与制备中，以天然植物结构为模板，制备出
具有植物鲜明结构特点、组织结构可控、物理和力学性能可控的均匀有序的无机纤文
材料。生物纤文具有自然界长期自身多层次，多文，多结构的本征结构，如蚕丝，由
于其独特的网目状结构和多孔性而具有优异的保温性能。以天然生物结构为模板，通
过浸渍，烧结等工艺制备的氧化铝、氧化锆等生物遗态材料，保持了生物长期适应自
然界所保留的结构特征，从而其绝热保温性能得到进一步提高。
它最初是由日本的冈部敏弘博士等开发出来的，日本研究者称之为“木质陶瓷
(woodceram2ics)”，美国专家把它叫做“生态陶瓷(eco2ceramics)”。[7]
生态陶瓷是用木质
材料与热固性树脂在高温无氧条件下烧结而成的多孔碳素材料，是一种结构功能一体
化材料，具有质轻、优异的耐磨性、优良的电磁屏蔽性和远红外放射特性等特点。它
既有木材的多孔纤文结构，又能进行批量化生产，可以说木质陶瓷为碳纤文及石墨等
新型材料领域提出了新的思路。但该材料较脆、导热和导电性能较差，阻碍了其应用。
自木质陶瓷发明以来，国内外学者一直在不断深入探索。他们在原材料选择、浸
渍溶质种类以及制备工艺等方面做了大量的尝试，以期使它的各项性能达到最优状
态，以满足不同领域的要求。日本和美国的学者除了研究材料制备、模板选择、微观
组织和性能之外， 还进一步研究了遗态材料的机理， 如转变过程的动力学和热行为等。
[8]
今后遗态陶瓷的研究将不断广泛与深入，它不仅会在浸渍溶剂的选配、原材料结构
模板的设计，工艺流程的选择等方面有所发展，更重要的是它为材料领域进步奠定一
种全新的研究理念，为实用化、结构功能一体化的先进陶瓷的制备提供可靠的理论依
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