加张烧结下连续氧化铝纤维的组织结构演变规律

采用溶胶凝胶干法纺丝-高温烧结的方法制备连续氧化铝纤维，在对前驱体纤维进行预烧结和高温烧结时，利用自行设计搭建的加张烧结装置对纤维施加轴向张力，通过对氧化铝纤维的形貌、成分及组织结构进行表征，并与自由烧结(不加张力)的纤维进行对比，研究张力对烧结过程中氧化铝纤维的热分解、相变、组织结构演变以及性能的影响。结果表明：施加张力可显著提高预烧结纤维和烧结纤维的平直度，促进前驱体纤维中残留物质的分解和脱除；加张烧结可抑制纤维的轴向收缩，加大径向收缩，并促进 γ-Al₂O₃向 α-Al₂O₃转变；加张烧结还能改善纤维的晶粒形貌与孔洞分布，促进晶粒生长与晶间孔洞的收缩脱除，促进纤维致密化。相对于自由烧结，施加 0.9 MPa 轴向张力使得 1 500 ℃烧结 3 min 的氧化铝纤维平均抗拉强度从 0.35 GPa 提高到 1.16 GPa，提高231%。