多孔材料是包含一定数量微观孔洞的固体材料,具有相对密度低、比强度高、隔热性能好、比表面积大、渗透性强等优点,因而在结构减重、降噪、保温、催化吸附等方面应用广泛。相较于随机分布的近球形或不规则形状孔洞,具有特定择优取向的微观多孔结构往往能够赋予多孔材料各向异性的独特性能。木材等天然定向多孔生物材料能够为微观定向多孔材料的设计与制备提供宝贵的启示。冰模板工艺为在材料中构筑有序定向多孔结构提供了一种有效途径,然而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。为解决上述问题,本文开发了一种新型的连续浸入式冰模板工艺,自主搭建了连续式冰模板设备,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,成功地获得了大而稳定的凝固速度,实现了大尺寸多孔材料的快速制备。通过将模具设计成三面厚一面薄的形状并在模具底部装配低热导率楔形块,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。采用传统静置式和不同浸入速度的连续浸入式冰模板工艺制备了一系列多孔氧化锆陶瓷骨架,并对工艺-结构-性能之间的关系进行了分析。主要研究内容和结果如下:（1）成功研发了连续浸入式冰模板工艺,增大了样品尺寸、加快了凝固速度、细化了组织结构、实现了结构均匀定向。样品的高度超过15 cm,突破了静置式工艺的高度限制。浆料的凝固速度超过1.5 mm min-1,提升了制样效率。陶瓷片层的厚度小于5μm,细化了材料的组织结构。中心区域片层取向差异小于5°,沿纵向上片层厚度差异小于3μm,结构均匀定向。（2）通过测量凝固时浆料温度,基于傅立叶一维热传导方程,推导了固-液界面前沿液相的温度分布函数,获得了凝固速度以及界面处温度梯度等凝固工艺参数。在传统的静置式冰模板工艺中,随着凝固过程的进行,温度梯度逐渐减小、凝固速度逐渐减慢。相较于静置式冰模板工艺,连续式冰模板工艺可通过调节模具的浸入速度获得更大更稳定的界面前沿温度梯度和凝固速度。（3）通过对多孔骨架进行形貌表征,分析了多孔氧化锆陶瓷的片层厚度、片层间距、桥连密度等结构参数。在静置式冰模板工艺中,随着样品高度位置的增加,多孔氧化锆陶瓷片层厚度和片层间距增大,桥连密度减小。与静置式工艺相比,连续式工艺可获得更精细的结构,更好的结构均匀性和片层定向性,并且具有更高密度的片层间桥连。沿样品高度方向,多孔材料的片层厚度和片层间距随着界面前沿温度梯度的增加呈减小趋势。桥连密度随温度梯度增加呈现增加趋势。（4）通过骨架进行单轴压缩试验,分析了多孔氧化锆陶瓷的压缩性能。在静置式冰模板工艺中,在沿样品高度方向上,多孔氧化锆陶瓷的压缩强度逐渐减小。所制得的多孔材料压缩强度较低,且压缩强度沿样品高度方向上均匀性差。相较于静置式冰模板工艺,在相同的孔隙率下,连续式冰模板可以提升多孔材料的强度以及提高强度沿高度方向上的均匀性。冰模板多孔陶瓷的压缩强度随着片层厚度、片层间距的增加显示出减小的趋势,随着桥连密度的增加显示出增加趋势。综上所述,相较于静置式冰模板工艺,连续浸入式冰模板工艺能够提升制备效率和制样能力,能以更快的速度获得更大尺寸的样品。所得多孔材料的片层结构更加均匀精细,片层高度定向,片层连通性明显提升,在相同的孔隙率下,具有更高的强度和性能稳定性。本研究可能会促进冰模板工艺的工业化应用和新型高性能材料的开发和应用。