膜应用领域的拓展对膜性能提出了更高的要求,开发高性能的陶瓷膜需要解决两方面的科学问题:其一是陶瓷膜的功能与微结构的定量关系,其二是膜材料微结构与制备过程中控制参数的定量关系。就陶瓷膜制备而言,需要解决第二类问题,即通过对膜制备过程中控制参数与膜微结构定量关系的研究,建立膜制备过程的数学模型,从而使膜制备过程从以经验为主向定量控制转变,实现膜及膜材料的定量制备。 近年来,本课题组针对陶瓷膜材料的结构-制备之间的定量关系,进行了一系列的研究,实现了陶瓷膜厚度、孔径等微结构参数的定量化控制,对膜材料的孔隙率、膜表面性质、新的制膜方法等方面也进行了探讨.在膜厚度控制方面,结合"毛细吸浆"和"薄膜成型"的成膜理论,引入化学工程学科的实验与模型化方法,建立膜厚度优化模型,在氧化铝陶瓷膜制备上实现了定量控制和规模化工业生产；在孔结构的控制方面,建立了孔径与粉体粒径及膜厚之间定量关系的层状模型,并对烧结过程膜层受限收缩对孔结构的影响进行探讨,为陶瓷膜孔径的设计奠定了良好的基础；在膜表面性质控制方面,建立了改进的Parks 方程,预测复合膜的表面电性质,并通过将不同的陶瓷材料掺杂制备出具有不同表面性能的复合膜材料。同时,在新制备技术的开发方面,开发出湿化学法制备陶瓷超滤膜新工艺,模板法制备高孔隙率陶瓷膜新技术,共烧结制备双层陶瓷微滤膜新路线,跨层制膜技术等,丰富了膜品种,提高了膜的性能,降低了制备成本。 在综述陶瓷膜制备过程中,微结构参数与制备控制参数之间的定量关系的基础上,重点介绍膜厚、孔径及分布、表面性质等微结构参数的定量控制方法,并对一些新型制备技术及新材料的开发进行介绍。