氧化物陶瓷纤维的制备及应用

介绍了国内外高性能氧化物陶瓷纤维的制备技术及应用现状, 并提出了氧化物陶瓷纤维技术发展的主要方向。     

有机凝胶法制备微细纤维的研究

以柠檬酸、乳酸及金属盐为原料,采用有机凝胶法制备了微细金属镍纤维、氧化铝纤维和氧化镁纤维.纤维的直径可以<1μm,组成纤维的晶粒在100nm以下.通过FTIR、XRD、DSC和SEM对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热处理产物的形貌进行了表征,并对其形貌的可控性进行了初步探索.试验结果表明有机凝胶法是一种很有前途的微细纳米结构纤维制备方法.     

有机凝胶-热还原法制备超细金属镍、铁纤维

分别以柠檬酸和碱式碳酸镍、乳酸和硝酸铁为原料,采用有机凝胶-热还原法分别成功制备了超细（直径＜1 μm）金属镍纤维和铁纤维,镍纤维长2 m,铁纤维长0.5 m,组成2种纤维的晶粒约100 nm.通过FTIR,XRD,TG/DSC和SEM对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热还原产物的形貌进行了表征.凝胶的可纺性与组成凝胶的羧酸盐分子结构有关.柠檬酸和乳酸中的羟基分别单齿配位于Ni^2＋和Fe^3＋离子,可能形成线型分子[（C6H6O7）Ni]n和[C3H4O3]3Fe,由这些线型分子组成的凝胶显示出了良好的可纺性.同时,可能由于在柠檬酸与Ni2＋离子的反应中存在Ni2＋离子的架桥作用,因而柠檬酸镍凝胶显示出了比乳酸铁凝胶更好的可纺性.     

溶胶凝胶法制备纳米结构氧化铝陶瓷纤维

以乳酸和硝酸铝为原料, 采用溶胶-凝胶法制备了纳米结构氧化铝陶瓷纤维, 纤维直径可在1 μm 以下, 组成此纤维的晶粒小于100 nm。考察了纤维前驱体可纺性的影响因素和前驱体纤维热分解过程, 初步得到了制备纳米结构氧化铝纤维的工艺条件。通过SEM、XRD 和FTIR研究了纤维前驱体及热处理产物的表面形貌、物相组成和结构。实验表明采用溶胶-凝胶法可以制备连续、均匀的致密纳米结构氧化铝陶瓷纤维。     

溶胶-凝胶法制备超细氧化镁陶瓷纤维

以碱式碳酸镁和柠檬酸为原料,采用溶胶- 凝胶法成功制得超细氧化镁陶瓷纤维,并应用红外光 谱仪(FTIR)分析了胶体的形成;应用DSC分析了凝 胶前驱体的热处理过程;通过XRD、SEM分析和观察 了凝胶前驱体纤维及其于450℃热处理后所得到的 超细氧化镁陶瓷纤维的形貌和结构。结果表明:凝胶 的可纺性主要受合成反应溶液中柠檬酸与镁离子物 质的量比、溶液的pH值及搅拌时间的影响,在柠檬 酸与镁离子的物质的量比为2,溶液的pH值在4.0 ～5.0,搅拌时间为16～18h的条件下,制得的凝胶 具有较好的可纺性;凝胶的热分解经历脱水、分解及 氧化镁的形成3个阶段,前驱体凝胶纤维经450℃保 温0.5h处理后,可得到直径均匀,表面光滑、致密的 超细氧化镁陶瓷纤维,其直径可在1μm以下。