堇青石多孔陶瓷因具有高渗透率、良好的热稳定性、抗腐蚀和耐高温等优异性能,而常常被应用于熔融金属过滤、高温烟尘过滤和汽车尾气过滤及颗粒捕集等方面。目前用于铸造熔体过滤方面的材料存在高气孔率与高强度的矛盾,因此开发绿色新工艺制备出高气孔率、高渗透率和高强度的材料很有意义。本文以Mg O,α-Al₂O₃和Si O₂为主要原料,结合环境友好泡沫注凝法和真空冷冻干燥工艺制备了单相的堇青石多孔陶瓷。分别通过正交试验和单因素试验研究了固含量（15～25vol.%）,明胶含量（6～8 wt.%）和发泡剂浓度（2～6 g/L）的影响。最后,综合实验结果和相关理论,建立了抗压强度与孔隙率关系的数学模型。重要工艺参数（固含量、明胶添加量及发泡剂浓度）的正交实验的极差分析和方差分析表明:影响材料总收缩率、开口气孔率和比强度的因素由主到次分别为固含量、明胶质量分数和发泡剂浓度;对于总收缩率而言,固含量为显著影响因素,明胶质量分数和发泡剂浓度均为较为显著影响因素;对于开气孔率而言,固含量为显著影响因素,明胶质量分数和发泡剂浓度均为不显著影响因素;对于比强度而言,固含量为显著影响因素,明胶质量分数为较为显著影响因素,发泡剂浓度为不显著影响因素;确定比强度的最优方案为固含量25 vol.%,明胶质量分数10 wt.%,发泡剂浓度2 g/L,实验验证表明结果正确,其试样的总收缩率为-0.79%,开气孔率为83.07%,比强度为9.06×10³ N·m/kg。对显著影响因素固含量和较显著影响因素明胶分别进行的单一变量实验研究结果表明:固含量对材料组成没有影响,对总收缩率影响较小,对气孔率、抗压强度、渗透率和热膨胀系数等性能有明显影响。明胶浓度（0.05～0.15 g/m L）对制备材料的总收缩率、气孔结构、气孔率、体积密度和抗压强度均有显著影响。考虑其过滤应用,固含量20 vol.%、明胶添加量为8 wt.%、发泡剂浓度为2 g/L时所制备的试样综合性能最优,其开气孔率为87.85%,抗压强度为1.90 MPa,渗透率为1.69×10^-11m²,热膨胀系数为1.96×10^-6/℃。参照Gibson-Ashby模型与MSA模型对本文所有的实验数据进行了拟合,得到了σ（28）1212′（1-P）^3.21（r=0.956）和σ_f（28）5067460exp（-17.05P）（r=0.912）两个表达式。相比之下,Gibson-Ashby模型更适合用于拟合本文所制备的堇青石多孔陶瓷,此式可用于对环境友好泡沫注凝法制备堇青石多孔陶瓷力学性能进行预测和实验设计。本文所开发制备方法是一种绿色制备技术,制备的堇青石多孔陶瓷具有更高的气孔率和更高的强度,对其它多孔陶瓷的制备具有借鉴意义。