多孔陶瓷被广泛地应用于高温隔热材料、气/液过滤、净化分离、催化剂载体、吸声减震材料、生物植入材料和传感器材料等。本文先以Al₂O₃、SiO₂粉或莫来石(Al₆Si₂O₁₃)粉为原料,分别以AlF₃·3H₂O和TiO₂为添加剂,通过原位反应的方法制备了Al₆Si₂O₁₃晶须/柱晶;在对合成过程热力学分析的基础上,研究了反应温度、添加剂种类和用量以及反应时间等对Al₆Si₂O₁₃晶须/柱晶合成过程的影响;依据密度泛函理论（DFT）计算的Al₆Si₂O₁₃各晶面对AlF₃（g）和SiF₄（g）吸附能的结果,探讨了Al₆Si₂O₁₃晶须/柱晶的生长机理;同时也对Al₆Si₂O₁₃晶须/柱晶的生长动力学进行了研究。在此基础上,采用发泡-注凝成型法制备了Al₆Si₂O₁₃柱晶自增强多孔陶瓷;研究了Al₆Si₂O₁₃浆料的稳定性、流变性和胶凝性能,发泡剂的用量、AlF₃·3H₂O和TiO₂用量以及烧结温度、自结合Al₆Si₂O₁₃相的用量对多孔陶瓷常温力学性能的影响,研究了所制备多孔陶瓷的高温力学性能、抗热震性能和热导率随温度的变化关系,并采用ANSYS有限元对Al₆Si₂O₁₃多孔陶瓷的高温隔热性能进行了预测。研究结果表明:（1）以Al₂O₃和SiO₂粉为原料,以AlF₃·3H₂O为添加剂,经1673K反应5h所合成Al₆Si₂O₁₃晶须的平均长度和长径比最大,分别约为99.0μm和54。Al₆Si₂O₁₃晶须的生长过程是由气-固反应机理控制的。密度泛函理论（DFT）计算结果表明,Al₆Si₂O₁₃各晶面吸附AlF₃（g）和SiF₄（g）的吸附能大小顺序分别为:Eads（001）>Eads（111）>Eads（210）>Eads（120）>Eads（110）和Eads（001）>Eads（111）>Eads（120）>Eads（110）>Eads（210）,吸附于Al₆Si₂O₁₃的（001）面上的AlF₃（g）分子和SiF₄（g）分子,促使了晶须沿（001）面生长。Al₆Si₂O₁₃晶须沿长度和直径方向的生长动力学指数分别为3.3和7.2。（2）以Al₆Si₂O₁₃粉为原料,分别以AlF₃·3H₂O和TiO₂为添加剂,通过原位反应的方法制备了Al₆Si₂O₁₃柱晶。当AlF₃·3H₂O和TiO₂的用量分别为4wt%和7wt%时,经1873K反应5h后所合成Al₆Si₂O₁₃柱晶的平均长度最长,分别为22.3μm和27.5μm。（3）以Al₆Si₂O₁₃粉为原料、Isobam 104为分散剂和粘结剂、十二烷基硫酸三乙醇胺为发泡剂和羧甲基纤维素钠为稳泡剂制备了Al₆Si₂O₁₃多孔陶瓷。即使其孔隙率高达76%时,所制备多孔陶瓷的耐压强度和抗折强度仍分别为15.3MPa和3.7MPa。推导了孔隙率在67⁷6.9%之间的Al₆Si₂O₁₃多孔陶瓷在不同温度下的热导率计算模型为（4）分别以AlF₃·3H₂O（0⁸wt%）和TiO₂（0⁹wt%）为添加剂,采用发泡-注凝成型法制备了Al₆Si₂O₁₃柱晶自增强多孔陶瓷。适量添加剂的加入可以明显地减小多孔陶瓷的气孔孔径及其分布,并提高了其抗折强度,所制备的孔隙率约为67.0%的Al₆Si₂O₁₃柱晶自增强多孔陶瓷的常温抗折强度可达13.9MPa,比无柱晶多孔陶瓷的抗折强度提高了约27%。（5）在50N-600N-50N的循环压应力下,随着温度的升高,Al₆Si₂O₁₃多孔陶瓷的变形位移量呈先减小后增大,最后断裂的趋势。多孔陶瓷的抗折强度随着温度的升高,呈先逐渐增大,然后又逐渐减小的趋势;所制备的Al₆Si₂O₁₃柱晶自增强多孔陶瓷的高温抗折强度远高于无柱晶多孔陶瓷,在1473K时,Al₆Si₂O₁₃柱晶自增强多孔陶瓷的抗折强度约为6.7MPa,比无柱晶多孔陶瓷的抗折强度（5.9MPa）提高了约13.6%;即使在1673K时,Al₆Si₂O₁₃柱晶自增强多孔陶瓷的抗折强度仍可达2.8MPa。（6）以Al₂O₃和SiO₂为自结合相粉体,采用发泡-注凝成型法经1873K/2h烧结后制备了自结合Al₆Si₂O₁₃多孔陶瓷。AlF₃·3H₂O的引入可在自结合多孔陶瓷中原位生成大量的Al₆Si₂O₁₃柱晶,显著地提高其力学性能。孔隙率为71.1%的Al₆Si₂O₁₃柱晶增强自结合多孔陶瓷的耐压强度和抗折强度最高可分别达28.2MPa和11.5MPa,明显高于孔隙率为70.3%的无柱晶自结合多孔陶瓷（耐压强度和抗折强度分别为11.6MPa和6.5MPa）。