本文采用溶胶—凝胶法研究探讨了制备Al₂O₃膜及其与SiO₂、TiO₂、ZrO₂的复合陶瓷膜的工艺方法和途径，采用X射线衍射仪（XRD）、差热—热重仪（DTA—TG）对物相进行了研究；利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、电子探针（EPMA）对膜表面的形貌、显微结构和元素的分布进行了研究；利用原子吸收能谱（AAS）分析了复合陶瓷膜的耐酸、耐碱性，利用金相显微技术对膜表面进行了观察，测试了膜与基体的结合性。 本研究制备出了孔隙率为46.8％，孔径为8.7μm的α-Al₂O₃陶瓷基体，实验发现其与Al₂O₃膜及其复合陶瓷膜的结合性最好。采用两种方法制备出Al₂O₃溶胶及其复合溶胶，一种方法是无机盐水解法，即通过以分析纯结晶态AlCl₃·6H₂O、氨水为原料，制得无色、透明的无机Al₂O₃溶胶。该溶胶经过10个月老化，经SEM电镜观察其在基体表面形成的孔径分布狭窄，与基体成膜效果很好，有望进一步研究。另一种方法是有机醇盐水解法，即以异丙醇铝（Al（OC₃H₇）₃）、正硅酸乙酯（TEOS）、钛酸丁酯（Ti（OC₄H₉）₄）、氧氯化锆（ZrOCl₂·8H₂O）为主要原料，根据各自水解速率的差异，采用分步水解法制备Al₂O₃溶胶及其复合溶胶。 采用HNO₃（自配1mol/l）作胶溶剂，制得的溶胶合适的pH值范围是Al₂O₃溶胶为3～4，Al₂O₃-SiO₂溶胶为3～7，而Al₂O₃-TiO₂、Al₂O₃-ZrO₂、Al₂O₃-SiO₂-TiO₂及Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-ZrO₂溶胶均为1.2～2.5。浸渍法镀膜过程中，浸渍次数、热处理方式对成膜效果有重要的影响。实验发现在制备有机溶胶时，浸渍次数控制在3～4次较为合适，而无机溶胶浸渍次数可适当增加。采用反复浸渍再热处理镀膜成型过程有利于成膜，而采用浸渍—热处理反复镀膜成型过程不利于成膜。 通过改变溶胶的组成，使Al、Si、Ti、Zr按摩尔比1：1：1：1、1：4：1：1、2：1：1：1、4：1：1：1、4：3：3：3几种比例变化，制备出不同配比的Al₂O₃-SiO₂-TiO₂-ZrO₂溶胶，从而得到具有不同孔结构的膜体系。SEM分析发现膜面较为平整、无开裂且晶粒轮廓清晰，孔径分布较窄，膜厚大约在1～2μm之间，膜与基体的界面连续较均匀。XRD分析发现复合膜由γ-Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂和Al₂SiO₅等多晶相组成。 采用与基体成分相同的原料配制的料浆在经800℃烧成的素坯上成膜，烧成后发现，添加成孔剂的料浆成膜后表面易于开裂，而未加成孔剂的料浆成膜效果较好。SEM电镜观察发现其表面形成了均布的气孔，孔径分布窄，且从其断面图可以看到料浆颗粒比基体颗粒略小，与基体形成的过渡界面连续，可以看到具有梯度分布的孔结构。 由此可以得出，本实验采用溶胶—凝胶法，以α-Al₂O₃陶瓷片为基体制备出了性能良好的多孔Al₂O₃膜及其复合陶瓷膜。