[00319233]轻质高柔连续氧化铝基陶瓷纤维材料的制备工艺

轻质高柔连续氧化铝基陶瓷纤维材料的制备工艺

氧化铝基陶瓷纤维由于具有导热系数低、高温稳定性好、比热小等优点而广泛应用于隔热绝缘、军工国防、航空航天及化工环保等领域。

作为氧化铝基陶瓷纤维的一种，莫来石纤维具有轻质特性、柔韧易弯曲、高强可编织的特性，在高温条件下组织结构和力学性能稳定。

项目团队研究发现，减小莫来石纤维的晶粒尺寸可有效提高其柔韧性，抑制晶粒的长大可以明显改善纤维高温条件下的力学性能。

迄今为止，制备连续莫来石纤维主要采用两种溶胶合成工艺路线 ：一种是先将铝源水解制备出铝溶胶后与硅溶胶进行物理混合，所得溶胶产品中铝和硅在分子层面混合，也称为双相莫来石溶胶 ；另一种是将铝源和硅源同时进行水解，制备的溶胶产品中铝和硅在原子层面混合，也称为单相莫来石溶胶。单相莫来石溶胶得到产品的莫来石化温度在 980℃左右，而双相莫来石溶胶得到的产品在高于 1250℃的条件下生成莫来石，纤维热稳定性更好。单相莫来石溶胶及纤维产品的制备流程更简单，原料稳定可靠、来源广泛且成本低，对生产环境及设备要求更低，产品可重复性更好。

我校开发出一种采用单相莫来石溶胶合成工艺路线制备的高性能高热稳定性的莫来石纤维产品，是以晶态 Al4B2O9 相作为主要结晶相、并含有非晶态 SiO2 的具有莫来石结构的陶瓷材料。其密度低于市场上同类产品，柔韧性良好，单丝拉伸强度优异，应用价值巨大。