溶胶-凝胶法低温合成莫来石的研究

以去离子水和无水乙醇为分散介质,以六水合氯化铝为铝源、正硅酸乙酯为硅源,通过1,2-环氧丙烷调凝,采用溶胶-凝胶法合成了莫来石前驱体凝胶。考察了环氧丙烷用量以及水浴温度对凝胶时间及莫来石合成的影响。研究表明,水浴温度65℃、1,2-环氧丙烷与铝的摩尔比为3:1时可以较快的制备出均匀稳定的莫来石前驱体凝胶。利用TG-DTA、XRD、FT-IR对干凝胶热处理过程中的结构变化及相演变进行了分析,结果表明,前驱体凝胶为第一类莫来石凝胶,在热处理过程中没有形成γ-Al_2O_3、铝硅尖晶石等中间相,在990℃左右凝胶晶化放热直接转变成单相莫来石。干凝胶经1000℃煅烧1h后可形成莫来石,1200℃煅烧后莫来石晶相发育良好。在热处理之前凝胶中已经形成Si-O-Al结构,这是莫来石低温合成的最主要原因。     

针刺碳纤维增强莫来石基复合材料的制备及性能

采用溶胶-凝胶法制备了针刺碳纤维增强莫来石基复合材料。借助于TG-DTA和XRD对合成凝胶的莫来石化过程进行研究,结果表明,在热处理过程中,凝胶在920°C左右形成铝硅尖晶石,1198°C左右形成莫来石。研究了烧结温度对复合材料性能的影响,结果表明,烧结温度为1500°C制备的复合材料弯曲强度最高,达到142.2 MPa,断裂韧性为8.77 MPa·m~(1/2)。借助于对复合材料微观结构的观察对复合材料力学性能的变化进行了解释。