堇青石多孔陶瓷因其优异的热稳定性和良好的耐腐蚀性,在机动车尾气净化系统中的三元催化剂载体和颗粒捕集器载体方面有着广泛的应用,但材料高气孔率与高强度之间的矛盾限制其过滤效率的发挥。另外,高气孔率多孔陶瓷制备过程中大的收缩变形严重影响了材料的性能。因此,开发兼具高气孔率和高强度的堇青石基多孔陶瓷的近净尺寸制备技术并研究其相关机理很有意义。针对上述问题,本论文开展了下述工作:以氧化镁、氧化铝和二氧化硅为原料,通过原位合成反应获得晶粒结合紧密的堇青石多孔陶瓷骨架,采用泡沫注凝法获得以微米级近球形孔为主的气孔结构,研究了烧结温度、固含量、发泡剂浓度等工艺参数对堇青石多孔陶瓷物相组成、微观结构及性能的影响。结果表明:当固含量为25 vol.%、发泡剂浓度为2 g/L、烧结温度为1450°C时,样品总气孔率高达85.8%、抗压强度保持在2.6 MPa、热导率为0.18 W·（m·K）-1、热膨胀系数为1.62×10-6?C-1、渗透率系数为2.07×10-11 m~2。与其他方法制备的堇青石多孔陶瓷相比,本方法制得的材料不仅具有更高的气孔率,而且在同等气孔率条件下具有更高的强度。详细分析了原位合成堇青石多孔陶瓷的反应机理,并探究了实现近净尺寸烧结的可能性。结果显示:在坯体制备过程中,部分Mg O与溶剂水反应生成的Mg（OH）2提高了坯体强度;在煅烧过程中,Mg（OH）2分解生成的Mg O与Al2O3反应生成中间相镁铝尖晶石,石英发生晶型转变生成方石英,方石英与尖晶石反应生成堇青石;石英相变和堇青石的合成反应所产生的体积膨胀可有效抵消部分烧结收缩;通过调整固含量和发泡剂浓度,实现了高气孔率（82.5～86.7%）、高强度（1.81～4.18 MPa）堇青石多孔陶瓷的近净尺寸烧结（烧结线收缩率为-1.4～1.43%）。结合明胶凝胶体系的泡沫注凝法与真空冷冻干燥技术（泡沫冷凝法）制备了系列堇青石多孔陶瓷,研究了明胶用量和发泡剂浓度对材料线收缩率、结构和性能的影响,探究了高气孔率多孔陶瓷近净尺寸制备的可能性。结果表明:与发泡剂浓度对样品干燥收缩没有明显影响不同,明胶用量对材料的干燥收缩影响显著,当明胶用量为0.03～0.08 g/m L时,样品总收缩率在-1.87%到-0.36%之间,满足多孔陶瓷近净尺寸制备的要求;当固含量为20 vol.%、明胶用量为0.05 g/m L、发泡剂浓度为2 g/L、烧结温度为1450°C时,制备材料的总气孔率达到89.1%、抗压强度高达1.36 MPa、总收缩率仅为-1.68%、渗透率系数为6.18×10-11 m~2,实现了兼具高气孔率和高强度的堇青石多孔陶瓷的近净尺寸制备。在原料中引入Fe3O4作为功能性助剂,采用泡沫注凝法/泡沫冷凝法首次制备了系列堇青石基磁性多孔陶瓷,研究了烧结温度和Fe3O4添加量对制备材料组成、结构与性能的影响,并初步分析了烧结过程中可能的反应机理。结果表明:因Fe3O4的加入而生成的Mg-Al-Fe尖晶石有助于降低堇青石的合成温度,最终产物中的Mg-Al-Fe尖晶石和α-Fe2O3是材料磁性能的主要来源,磁性颗粒与基体结合良好;当制备工艺为泡沫冷凝法、Fe3O4添加量为8～25 wt.%、烧结温度为1340°C时,样品总收缩率为0.50～6.99%,开气孔率为85.8～87.8%,抗压强度为1.36～1.51 MPa,饱和磁化强度为1.2～5.8 emu·g-1。本文提出了一种堇青石基磁性多孔陶瓷的制备新技术,与现有磁性多孔材料制备方法相比本方法更为简便,而且采用此方法制备的材料兼具高气孔率、高强度以及磁性能可调的特点。