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多孔陶瓷因其良好的化学稳定性,低导热性,高表面积和离子活性等优异性能广泛地应用于过滤器,隔热装置,催化剂载体和生物陶瓷等各领域中。每种应用都对孔隙率、孔尺寸、孔形貌等特征有特定的要求,因此要选择合适的加工制备技术来实现对孔隙结构的精细化调控。冷冻铸造是通过浆料（由陶瓷颗粒分散于溶剂中形成）的定向凝固来制备有序结构多孔陶瓷的一种简单技术。本文中,我们利用侧面金属板设计了双温度梯度,通过冷冻铸造法制备了三维有序层状Al2O3多孔陶瓷,揭示出温度梯度对孔隙结构的调控机制,并研究了固相含量、初始冷冻温度、侧面金属板厚度和材质对孔隙结构的影响规律,实现了孔隙结构的精细控制。获得的主要研究结果如下:（1）开发了由侧面金属板构造的双温度梯度冷冻铸造技术。这一技术具有装置简单、温度梯度可调、冷冻效率高等优点。通过该技术成功制备出大尺寸具有三维有序层片状孔隙结构的Al2O3多孔陶瓷。（2）阐明了初始固相含量、初始冷冻温度、侧面铜板厚度对多孔陶瓷微观结构的影响规律。固相含量为15 vol.%时,片层很薄,烧结后样品收缩使层片发生变形;固相含量增大至35 vol.%时,片层厚度显著增大,且在距侧面金属板25 mm处片层结构消失。随着冰晶的生长,初始冷冻温度及侧面金属板厚度对孔隙特征的影响逐渐减弱。在靠近冷冻表面的位置,初始冷冻温度为-60°C及侧面金属板为6 mm厚时制备的多孔陶瓷层片之间出现被包裹的陶瓷颗粒。（3）证实了侧面金属板材质对多孔陶瓷微观结构有显著影响。随着侧面金属板导热系数的降低,纵截面上相邻陶瓷墙间陶瓷桥数量逐渐减少,孔隙长度逐渐增大。当侧面金属板为不锈钢板时,其纵截面上得到了与横截面类似连通性好的平行片层结构。（4）三维有序层片状Al2O3多孔陶瓷中,纵截面上呈树枝状结构,横截面上呈平行片层结构,这种孔隙结构的显著差异是由相应竖直温度梯度（Gb）和水平温度梯度（Ga）的差异造成的。（5）浆料中的温度梯度对控制片层结构的形成起着重要的作用。当温度梯度不超过0.30±0.06°C/mm时,较小范围内会有较多的冰晶形核长大,在冰晶生长方向上的相邻冰晶将陶瓷颗粒排挤到它们之间,从而形成具有许多陶瓷桥的树枝状结构。随着温度梯度的降低,这种结构更加突出。相反,当温度梯度大于0.40±0.04°C/mm时,就会形成大范围的三维有序层片状结构。在这两个临界温度梯度之间,树枝状结构与片层结构共存。