靜電溶吹法制備氧化鋁纖維及成形工藝研究.pdf

1、氧化鋁(Al2O3)纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)陶瓷纖維，由于其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和耐熱性，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于高溫絕熱材料、高溫反應(yīng)中的催化劑單體、耐火材料以及樹脂、金屬和陶瓷基復(fù)合材料的增強(qiáng)材料。和其它高性能無機(jī)纖維相比，Al2O3纖維還具有原料成本較低、生產(chǎn)工藝流程簡單等優(yōu)點(diǎn)，具有很高的性價(jià)比和商業(yè)開發(fā)價(jià)值，國內(nèi)外許多學(xué)者已經(jīng)對(duì)Al2O3纖維展開了深入研究。
　　 本文開發(fā)了一種將靜電場和氣流場耦合作用制備Al2O3纖

2、維的靜電溶吹新技術(shù)。以金屬鋁粉、結(jié)晶氯化鋁、PVA、水、硅溶膠等為原料配制了溶膠凝膠紡絲液，采用自行設(shè)計(jì)的靜電溶吹裝置成功制備出了形貌優(yōu)良、性能優(yōu)異的Al2O3纖維，采用SEM、TG、XRD、XPS等系列測(cè)試手段系統(tǒng)研究了Al2O3初生纖維成形工藝、渣球產(chǎn)生機(jī)理以及升溫速率、煅燒溫度等對(duì)氧化鋁纖維結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)的影響。
　　 研究結(jié)果表明，較佳的Al2O3初生纖維靜電溶吹工藝為:紡絲液粘度1759～2684mPa.s，紡絲電壓3

3、5～40kV，噴絲孔針尖伸出長度2mm，風(fēng)壓0.03MPa，進(jìn)液速率23ml/h，環(huán)境溫度20～25℃，空氣濕度6％～10％rh。在此工藝參數(shù)下制備的初生纖維形貌結(jié)構(gòu)良好，渣球含量少，外觀蓬松潔白，直徑在3～6μm左右;以1℃/min的升溫速率升溫至1100℃并保溫2h，高溫煅燒后制備出η-Al2O3纖維，纖維直徑下降至2～5μm，具有較佳的柔性，無明顯脆性裂痕缺陷產(chǎn)生。此外，本文開發(fā)的靜電溶吹技術(shù)極具規(guī)?；刂苽銩l2O3纖維潛力，單