收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Al_2O_3/SiO_2长丝前驱体的制备和干法纺丝及干燥烧结的研究

宋会锋  
【摘要】:Al_2O_3/SiO_2长丝属于氧化铝基纤维一种。氧化铝基纤维是以Al_2O_3为主要成分(有的含有ZrO_2、SiO_2和B_2O_3等)的多晶或单晶纤维,是近年来倍受重视的一种无机纤维。氧化铝基纤维的突出优点是具有良好的热机械性能、良好的抗腐蚀及抗氧化性能、低的蠕变性能、耐极高温度,与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比,耐氧化性更好,可以在更高的使用温度下保持很好的机械强度,广泛应用于航空航天、军工及高科技民用领域。因此,如何制备出性能良好的陶瓷纤维,成为许多研究者关注的课题之一。 本文采用溶胶-凝胶法制备出了铝/硅可纺溶胶,用实验室自行设计的干法纺丝机进行纺丝,初步实现了凝胶纤维的连续化,将凝胶纤维在一定条件下干燥烧结后得到Al_2O_3/SiO_2纤维。 铝/硅可纺溶胶的性质直接影响纺丝成型过程。将硝酸铝、异丙醇铝、正硅酸己酯按先后顺序加入蒸馏水中并不断搅拌可得到澄请透明的铝/硅溶胶。合成溶胶分水解和聚合两步,加入异丙醇铝后体系中PH值迅速上升,而在加入正硅酸乙酯后PH下降而后缓慢上升直到一个恒定值,水解过程中,体系中的颗粒不断变小,数量不断变少,水解24小时变为澄清溶液。聚合阶段胶体粒子不断增大,纺丝助剂的加入也使胶体粒子增大。溶胶的粘度随着环境温度的升高而减小。通过对铝/硅溶胶的红外光谱分析,可知体系中存在Al-O四面体、Al-O八面体和Si-O四面体结构。 通过温度对溶胶纺丝性能的分析,初步确定了溶胶在50℃-60℃之间的纺丝性能最好。利用干法纺丝制备出连续莫莱石凝胶纤维,纺丝甬道的温度不宜过高,最后一段甬道温度应最低。凝胶纤维在高温度下会出现裂纹等缺陷,在较低温度下裂纹减小,有利于提高凝胶纤维的性能。 在不同温度下对溶胶进行了干燥动力学研究,在低温下凝胶出现的裂纹少,而在较高温度下出现了较多缺陷。通过对添加了不同控制干燥的化学添加剂(DCCA)的溶胶的干燥过程的分析,DDCA一方面降低了溶剂的挥发速率,另一方面DCCA与胶体粒子形成了氢键,取代了一部分与水之间的氢键,大大降低了干燥过程中的表面张力,减少了凝胶的开裂,70℃下添加DMF的凝胶未出现裂纹。 通过对莫来石凝胶的热分析可知莫来石相在993.3℃左右结晶,烧结的关键区域在985℃-1002℃。对不同烧结温度下凝胶纤维的红外光谱分析,有机物的特征峰在高温消失。通过对不同烧结温度下的纤维的XRD分析,莫来石凝胶纤维在900℃开始结晶,1100℃完全结晶。通过对烧结过程的结晶动力学分析,结晶活化能为797.79KJ·mol~(-1),k_0为8.447×10~(33)s~(-1),Avrami指数的平均值为2.04,表明莫来石纤维的结晶过程由成核阶段决定。对添加不同烧结助剂的莫来石纤维的热性能分析,红外分析和XRD分析,烧结助剂能够降低结晶温度。烧结后的纤维没有裂纹、孔洞等缺陷,在10O0℃基本上达到致密化。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王建武,杨辉,郭兴忠,高黎华,李祥云;溶胶-凝胶法引入烧结助剂制备SiC-Y_3Al_5O_(12)复相陶瓷[J];耐火材料;2005年03期
2 王淑峰;刘立强;姚树玉;;连续莫来石陶瓷纤维的制备研究[J];硅酸盐通报;2006年03期
3 孙慧萍;张启龙;杨辉;邹佳丽;;溶胶-凝胶法引入添加剂制备低温烧结CaO-MgO-SiO_2微波陶瓷[J];稀有金属材料与工程;2008年S2期
4 刘晓明,岳岩君,周迎春,宋艳玲;溶胶-凝胶法制备纳米氧化镁[J];辽宁化工;2005年09期
5 王少洪;陆浩然;王朋;薛召露;牛厂磊;王浩;侯朝霞;胡小丹;;B_2O_3和煅烧温度对堇青石陶瓷材料的影响[J];材料导报;2010年10期
6 王少洪;陆浩然;侯朝霞;牛厂磊;薛召露;王浩;杨鸣春;付仲超;孙斌;;添加剂和制备工艺对溶胶-凝胶法合成堇青石陶瓷析晶机理的影响[J];材料导报;2010年S1期
7 张志波,曹永民,王立久;溶胶-凝胶法研制NiO薄膜[J];大连理工大学学报;1993年04期
8 宋秀芹,马建峰,贾密英;0.5Li_3VO_4-0.5Li_4TiO_4的溶胶-凝胶法合成及其离子导电性[J];稀有金属;1999年01期
9 陈汝芬,宋秀芹,李俊新,贾密英;溶胶-凝胶法制备Li_(2+x)NdxSi_(1-x)O_3及其离子导电性研究[J];河北师范大学学报(自然科学版);1999年04期
10 李曦,孙江勤,张超灿;溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化纳米级功能材料[J];湖北化工;2000年03期
11 肖汉宁,李玉平,高纪明,向军辉;氨解对溶胶-凝胶法合成Ti(C,N)纳米粉末的影响[J];湖南大学学报(自然科学版);2001年04期
12 王喜贵,吴红英,谢大弢,翁诗甫,吴瑾光;溶胶-凝胶法制备掺Sm~(3+)的SiO_2玻璃的结构及发光性能[J];化学物理学报;2001年03期
13 张庆勇,王浩;溶胶-凝胶法制备有机/无机复合疏水薄膜的研究[J];硅酸盐通报;2003年03期
14 潘庆谊,程知萱,张剑平,王廷富;溶胶-凝胶法制备纳米In_2O_3粉末[J];硅酸盐通报;2003年05期
15 陕绍云,贾庆明,王亚明;溶胶-凝胶法制备负载型纳米催化剂[J];化工时刊;2003年02期
16 李霞;溶胶—凝胶法羟基磷灰石纳米粉体的制备[J];山东轻工业学院学报;2003年02期
17 张博,秦永宁,刘源;溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2及其光催化降解甲醛的研究[J];内蒙古工业大学学报(自然科学版);2003年04期
18 单凤君,穆柏春;溶胶-凝胶法制备纳米TiO_2粉体优化及性能测试[J];辽宁化工;2004年06期
19 路金林,方庆红,伞晓广,李旭日;纳米TiO_2/SnO_2粉体的溶胶-凝胶法制备研究[J];有色矿冶;2004年02期
20 李朝辉;李光玉;高冬梅;连建设;;中温燃料电池阴极材料La_(0.6)Sr_(0.4)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的合成与性能[J];应用化学;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈运法;商玉明;谢裕生;;PZT颗粒的胶体行为及其作为晶种对PZT粉末的结晶过程影响研究[A];第四届全国颗粒制备与处理学术会议论文集[C];1995年
2 刘兴民;唐贵德;张敬晶;侯登陆;陈伟;;La_(0.67)Sr_(0.33-x)Ag_xMnO_3/Fe_3O_4复合体系电输运性质的研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
3 卢俊彪;唐子龙;张中太;郑子山;沈万慈;;溶胶-凝胶法合成锂离子电池正极材料LiFePO_4[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
4 宿红波;黄小忠;冯春祥;;溶胶-凝胶法制备连续PT压电涂层碳纤维[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会’2004学术交流会论文集[C];2004年
5 王群;董睿;陈立东;;用无醇盐溶胶-凝胶法制备Pr_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3薄膜[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
6 张艳峰;张久兴;路清梅;刘燕琴;;酒石酸络合溶胶-凝胶法制备Ca_3CO_4O_9粉体的研究[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅲ[C];2004年
7 张俊英;;PAN/ZnO复合薄膜的光致发光性能的研究[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
8 李红英;甘树才;;稀土六方Z型铁氧体Ba_(3-x)La_xCo_2Fe_(24)O_(41)的制备与表征[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
9 袁启华;焦紫良;雷家珩;徐慢;徐建梅;;溶胶-凝胶法合成多孔玻璃及其应用[A];第二届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1995年
10 阳生红;张日理;汤健;王旭升;;溶胶-凝胶法制备Al-Y共掺杂ZnO薄膜及其性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孔明日;钛酸锶钡半导瓷的低温烧结特性研究[D];华中科技大学;2009年
2 邹佳丽;新型ZnO-SiO_2低介高频微波介质陶瓷研究[D];浙江大学;2007年
3 王焕平;溶胶—凝胶法制备低温共烧低介高频纳米陶瓷粉体及其应用技术研究[D];浙江大学;2007年
4 卢海峰;溶胶凝胶法制备强键型稀土杂化发光材料[D];同济大学;2008年
5 董林;ZnO纳米晶的修饰、自组装及光学性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
6 陆绍荣;环氧树脂/二氧化硅-二氧化钛纳米杂化材料的制备及其性能研究[D];湘潭大学;2005年
7 刘志;金属—炭材料的合成、表征和催化应用研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2007年
8 李元勋;M型钡铁氧体及其复合材料的应用基础研究[D];电子科技大学;2008年
9 刘勇;盐酸环丙沙星合成与结晶过程的研究[D];天津大学;2003年
10 胡晓云;稀土掺杂凝胶基质发光材料的制备及性能研究[D];西北大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋会锋;Al_2O_3/SiO_2长丝前驱体的制备和干法纺丝及干燥烧结的研究[D];东华大学;2008年
2 王晓颖;钛酸铋钠基压电陶瓷制备及性质研究[D];山东大学;2005年
3 贾金亮;高性能钛酸钡基PTCR陶瓷材料的研究[D];西北大学;2005年
4 李岩;多孔氧化钛薄膜的制备与结构及氧敏性能的研究[D];天津大学;2005年
5 宋国卫;堇青石—莫来石复合材料的合成及研究[D];中南大学;2005年
6 刘国营;ITO玻璃衬底上PLZT铁电薄膜的制备与性能研究[D];华中科技大学;2005年
7 刘宇;ZnO掺铝透明导电薄膜的制备及其光电性能研究[D];西安建筑科技大学;2006年
8 张宁;溶胶—凝胶法制备ZnO薄膜的特性研究[D];曲阜师范大学;2006年
9 魏权;红外反射膜的制备研究[D];西安电子科技大学;2007年
10 宁纪奎;Yb:YVO_4晶体原料制备及性能表征[D];长春理工大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 董晓武;高性能聚乙烯纤维干法纺丝项目通过鉴定[N];中国纺织报;2009年
2 薛文东 赵勇;β-sialon-Al_(2)O_(3)复合耐火材料(2)[N];世界金属导报;2007年
3 时人;中华奇石[N];中国矿业报;2004年
4 记者 丁文杰;怎样购月饼 行家帮你忙[N];新华每日电讯;2002年
5 王静康;结晶:现代医药工业竞争焦点[N];中国化工报;2005年
6 唐仲兴 李军;蔷薇辉石[N];中国矿业报;2002年
7 章欢;如何挑选翡翠[N];中国矿业报;2004年
8 本报记者 汤学礼;烟台氨纶:让跨国公司失算[N];经理日报;2003年
9 史同生;控制药物晶型提高药品质量[N];中国医药报;2004年
10 冀渝;不用增韧材料制取高韧性陶瓷获成功[N];广东建设报;2006年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978