專(zhuān)利名稱(chēng)：一種氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，屬于無(wú)機(jī)纖維技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維是一種倍受重視的高性能無(wú)機(jī)纖維，它不僅具有較高的抗拉伸強(qiáng)度，而且還有抗高溫、耐腐蝕、低變形、熱導(dǎo)率小、抗熱震能力強(qiáng)、空隙率低和電學(xué)性獨(dú)特等優(yōu)點(diǎn)，其原料是金屬氧化物、無(wú)機(jī)鹽、水、聚合物、粘膠絲或凝膠等；相對(duì)于Nicalon和碳纖維等無(wú)機(jī)纖維，其制造成本要低許多，氧化鋁陶瓷纖維以其高的性價(jià)比和巨大的商業(yè)價(jià)值，吸引了許多國(guó)家進(jìn)行研制、開(kāi)發(fā)與利用。英國(guó)ICI公司采用卜內(nèi)門(mén)法生產(chǎn)商品名為Saffil的氧化鋁短纖維，其使用溫度可達(dá)1200 1600° C，已用于工業(yè)燒結(jié)爐的襯里。美國(guó)3M公司通過(guò)溶膠-凝膠法生產(chǎn)氧 化鋁陶瓷長(zhǎng)纖維，日本住友化學(xué)公司采用預(yù)聚合法生產(chǎn)Altex氧化鋁陶瓷長(zhǎng)纖維，其組分為A1203、SiO2和B2O3，美國(guó)杜邦公司采用淤漿法生產(chǎn)FP氧化鋁陶瓷長(zhǎng)纖維，氧化鋁含量為99.9%，日本Mitsui Mining公司也通過(guò)類(lèi)似法制備氧化鋁含量達(dá)95%以上的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維。氧化鋁陶瓷纖維的制備方法中，溶膠-凝膠法工藝簡(jiǎn)單，燒結(jié)溫度較低，且制得的陶瓷纖維均勻性好，純度高，可設(shè)計(jì)性強(qiáng)，產(chǎn)品多樣，已成為制備氧化鋁陶瓷纖維的主要方法。溶膠-凝膠法通常是以鋁醇鹽或無(wú)機(jī)鹽為原料，同時(shí)加入其它有機(jī)酸配體，溶于醇/水中得到混合均勻的溶液，經(jīng)醇/水解和聚合反應(yīng)得到均勻溶膠，溶膠經(jīng)濃縮到一定粘度后進(jìn)行紡絲，凝膠素絲干燥后形成前驅(qū)體凝膠纖維，最后經(jīng)熱處理，得到氧化鋁陶瓷纖維。例如，美國(guó)3M公司采用溶膠-凝膠法制備的Nextel系列產(chǎn)品，即以含甲酸根離子和乙酸根離子的氧化鋁溶液為原料，與硅溶膠、硼酸溶液混合得到溶膠，濃縮成紡絲溶液后進(jìn)行紡絲，于900° C燒結(jié)成纖維，再經(jīng)1000° C以上高溫?zé)Y(jié)，從而得到氧化鋁陶瓷長(zhǎng)纖維(參見(jiàn)合成纖維工業(yè)2011，34 (2)，38)。眾多研究報(bào)道集中于改進(jìn)氧化鋁陶瓷纖維的溶膠-凝膠制備工藝，如Okada等制備莫來(lái)石長(zhǎng)纖維，就是采用鋁鹽、鋁粉、異丙醇鋁和正硅酸乙酯為原料，先制備出鋁溶膠，用手拉絲，得到直徑約10 μ m的纖維，纖維表面沒(méi)有裂縫(參見(jiàn)J. Eur. Ceram.Soc. 1998，18，1879)，此法得到的纖維是莫來(lái)石相結(jié)構(gòu)，應(yīng)用溫度沒(méi)有高純氧化鋁纖維高，且是手動(dòng)拉絲，效率低。EP0260868報(bào)道了淤漿法制備氧化鋁連續(xù)纖維，將Y-Al2O3粉體與氯化鋁溶液混合，加入聚乙烯醇為紡絲助劑，將鋁溶膠干法紡絲，得到高純氧化鋁纖維，直徑約12 μ m，但此方法對(duì)于作為原料的Y-Al2O3顆粒直徑要求較高，且需要高分子助劑。Tan等用硝酸鋁、蘋(píng)果酸為原料，利用溶膠-凝膠法制備了直徑20 μ m、長(zhǎng)度80cm的a -Al2O3纖維，纖維直徑均勻、表面光滑(參見(jiàn)Tran. Nonferrous Met. Soc. China 2011，21，1563)。此外還有許多關(guān)于氧化鋁短纖維的研究，如Venkatesh等用溶膠-凝膠工藝結(jié)合甩絲技術(shù)制備的氧化鋁短纖維，其中SiO2含量約4%，強(qiáng)度和柔韌性都較好(參見(jiàn)Ceram.Int. 1999，25，539)。
目前氧化鋁纖維制備方法存在的主要不足有一是制備鋁溶膠過(guò)程中，大多加入高分子紡絲助劑，高分子煅燒后的產(chǎn)物揮發(fā)易使纖維出現(xiàn)空隙，纖維不再致密，強(qiáng)度降低；二是氧化鋁纖維多為莫來(lái)石相，氧化鋁含量大都在75%以下；三是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)投入生產(chǎn)的氧化鋁基陶瓷纖維為氧化鋁短纖維，工業(yè)生產(chǎn)以熔融甩絲技術(shù)為主，對(duì)化學(xué)溶膠凝膠工藝和干法紡絲技術(shù)的研究處于探索階段。基于以上，我們提供了一種溶膠-凝膠結(jié)合干法紡絲技術(shù)制備氧化鋁連續(xù)纖維的方法。與以往報(bào)道相比，我們采用的原料種類(lèi)少，無(wú)需加入高分子助劑即能夠得到高純氧化鋁纖維，纖維有較高的使用溫度，而且紡絲設(shè)備對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求低，出絲速率高,可大量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)目前氧化鋁纖維制備技術(shù)存在的某些不足，本文提供了一種基于溶膠-凝膠結(jié)合干法紡絲技術(shù)制備氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的方法。發(fā)明概述
本發(fā)明制備氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的方法是，利用氯化鋁(AlCl3 ·6Η20)、硝酸鋁(Al (NO3)3 ·9Η20)、鋁粉(Al)和異丙醇鋁(Al(OPri)3)為鋁源，添加少量正硅酸四乙酯(TEOS)或無(wú)機(jī)鹽為晶粒抑制劑，水為溶劑，通過(guò)溶膠-凝膠結(jié)合干法紡絲技術(shù)獲得凝膠纖維，經(jīng)煅燒后形成氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維。發(fā)明詳述一種氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，包括步驟如下⑴將鋁鹽(AlCl3 · 6Η20和Al (NO3)3 · 9Η20)及異丙醇鋁加入到稀硝酸溶液中，非必要地加入晶粒抑制劑，回流攪拌至溶液透明，然后在75、0° C加熱，并加入鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化至粘度為50 900Pa · s，得到溶膠；其中，鋁鹽(AlCl3 ·6Η20和Al (NO3)3 ·9Η20的總量)與異丙醇鋁的質(zhì)量比為(I. 4 3· 1):1，其中鋁鹽中AlCl3 · 6Η20與Al(NO3)3 · 9Η20的質(zhì)量比為(I. 3^1) : (Γ3);鋁鹽與鋁粉的質(zhì)量比為(I. 5飛)1，晶粒抑制劑加入量占原料總重量的(Γ4%。⑵將步驟⑴制得的溶膠進(jìn)行干法紡絲，干法紡絲工藝條件為噴絲孔直徑為O. 06 0. 15mm,噴絲板壓強(qiáng)為78 780KPa，甬道空氣溫度為20 40° C，得到氧化鋁凝膠連續(xù)纖維；⑶將氧化鋁凝膠連續(xù)纖維在空氣中或恒溫恒濕箱中干燥，然后以O(shè). 5^2° C/min的升溫速度從室溫升至550 650° C，然后在此溫度保溫30mirT2h，再以5 10° C/min的升溫速度從550 650° C升至750 850° C，在此溫度保溫60mirT3h，得到Y(jié) -Al2O3陶瓷纖維；將Y -Al2O3陶瓷纖維在1350 1450。C煅燒2h，得到a -Al2O3陶瓷纖維，即本發(fā)明的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維。根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選條件如下步驟⑴中鋁鹽(AlCl3 · 6Η20和Al (NO3)3 · 9Η20的總量)與異丙醇鋁(Al (OPri)3)的質(zhì)量比為1.6:1，其中六1(13*6!120與六1(勵(lì)3)3*9!120的質(zhì)量比為I. 3:1，鋁鹽與鋁粉的質(zhì)量比為(2 4):1。步驟⑴中晶粒抑制劑選自正硅酸四乙酯(TEOS)、硝酸鎳(Ni (NO3)26Η20)、硝酸鈷(Co (NO3)2 · 6Η20)或硝酸鑭(La(NO3)3 · 6Η20)。
步驟⑴中的稀硝酸溶液的摩爾濃度為3. (Γ4. Omol/L，進(jìn)一步優(yōu)選稀硝酸溶液的摩爾濃度為3. 2mol/L0步驟⑴中回流溫度為80 85° C。步驟⑵中噴絲孔直徑為O. 06mm。步驟⑵中甬道中空氣溫度為3(Γ35° C。步驟⑵干法紡絲中氧化鋁凝膠纖維收集輥線速度為l(T25m/min。步驟⑶中氧化鋁凝膠連續(xù)纖維在空氣中室溫下干燥，或在溫度2(Γ30° C、濕度25 35%的恒溫恒濕箱中干燥。步驟⑶中煅燒第一階段以1° C/min的速度從10° C升溫至600° C，然后在此 溫度保溫I 2h;第二階段以10° C/min的速度從600° C升溫至800° C，在此溫度保溫3h。本發(fā)明的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的主要成份為Al2O3,纖維直徑為1(Γ60 μ m,優(yōu)選15 30 μ m ；A1203含量為96 100%，SiO2含量為0 4% ;組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑為 20 35nm。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)如下I.采用氯化鋁、硝酸鋁、異丙醇鋁和鋁粉為鋁源，無(wú)污染。本發(fā)明制得的溶膠有穩(wěn)定的可紡性，無(wú)需添加其它高分子助劑，溶膠的PH值為3 4. 5，鋁離子主要以[AlO4Al12 (OH) 24 (H2O) 12]7+形式存在，溶膠均勻穩(wěn)定，可長(zhǎng)時(shí)間存放。2.采用干法紡絲，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝易調(diào)節(jié)。根據(jù)溶膠的粘度等，可調(diào)節(jié)噴絲孔直徑、壓力、收集輥轉(zhuǎn)速等條件，收集過(guò)程通過(guò)加熱板調(diào)節(jié)甬道溫度。3.凝膠纖維的陶瓷化采用以下步驟以O(shè). 5 2° C/min的速度從室溫升溫至550飛50° C，然后保溫30mirT2h，凝膠纖維中的水、有機(jī)物、酸等緩慢揮發(fā)，使凝膠纖維均勻收縮，避免有機(jī)物和水份揮發(fā)過(guò)快而造成孔隙，影響陶瓷纖維的致密性；再以5 10° C/min的速度升溫至750 850 ° C，并在此溫度保溫60mirT3h，使非晶態(tài)氧化鋁轉(zhuǎn)化為Y-Al2O3，使陶瓷纖維更加致密；將^41203陶瓷纖維在1350 1450° C煅燒，使Y-Al2O3在高溫下快速轉(zhuǎn)化為Ci-Al2O3，避免因氧化鋁晶型轉(zhuǎn)變使陶瓷纖維產(chǎn)生裂紋或斷裂；凝膠纖維經(jīng)兩段煅燒，即得到a-Al2O3陶瓷纖維。4.添加晶粒抑制劑如TE0S、硝酸鎳(Ni (NO3)2 ·6Η20)、硝酸鈷(Co (NO3)2 ·6Η20)、硝酸鑭(La(NO3)3 · 6Η20)等，高溫煅燒后提高陶瓷纖維的柔韌性。


圖I是實(shí)施例8所得陶瓷纖維的XRD譜圖。圖2是實(shí)施例8所得凝膠纖維的光學(xué)照片。圖3是實(shí)施例8所得陶瓷纖維表面的低倍放大SEM照片。圖4是實(shí)施例8所得陶瓷纖維表面的高倍放大SEM照片。圖5是實(shí)施例8所得陶瓷纖維內(nèi)部的高倍放大SEM照片。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例中所用濃硝酸的摩爾濃度為16mol/L，配成稀硝酸溶液的摩爾濃度為3. 2mol/L。實(shí)施例I⑴溶膠的制備30mL濃硝酸加入120mL水中配成稀硝酸溶液，加入40. 238gAlCl3 ·6Η20 和 31. 262gAl (NO3) 3 ·9Η20 后溶解為透明溶液，加入 51. 063g Al (OPri) 3，混合溶液在80° C回流攪拌，直至Al (OPri)3全部水解；80° C下加入13. 485g鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化。⑵干法紡絲將步驟⑴所得的溶膠利用干法紡絲機(jī)紡絲，得到氧化鋁凝膠連續(xù)纖維。干法紡絲工藝條件噴絲板壓強(qiáng)234KPa，噴絲板孔直徑O. 08mm,甬道空氣溫度30° C，收集棍線速度為18m/min。 ⑶凝膠纖維陶瓷化以1° C/min的速度從10° C升溫至600° C，然后在此溫度保溫2h，再以10° C/min的速度從600° C升溫至800° C，在此溫度保溫3h，得到Y(jié)-Al2O3陶瓷纖維；將Y -Al2O3陶瓷纖維在1400° C煅燒2h，即得到a -Al2O3陶瓷纖維。利用上述方法制備的溶膠無(wú)需添加高分子助劑，且溶膠的成絲性很好、穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)時(shí)間存放。所得連續(xù)陶瓷纖維的直徑為3(Γ50 μ m，密度為3. 08g/mL, Al2O3含量為100%，組成Y-Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為33nm。實(shí)施例2如實(shí)施例I所述，所不同的是在步驟⑴的溶膠制備過(guò)程中，AlCl3 ·6Η20的加入量為20. 119g，Al (NO3)3 · 9H20的加入量為62. 523g，其它同實(shí)施例I。利用上述方法制備溶膠無(wú)需添加高分子助劑，溶膠成絲性好，且穩(wěn)定，能夠長(zhǎng)時(shí)間存放。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為30 45 μ m，密度為3. 29g/mL, Al2O3含量為100%，組成Y-Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為30nm。凝膠纖維中氯離子含量降低，煅燒后孔隙減少，陶瓷纖維比實(shí)施例I中的陶瓷纖維致密，柔韌性也有所提高。實(shí)施例3⑴溶膠制備30mL濃硝酸加120mL水配成稀硝酸溶液，并加入20. 119gAlCl3 · 6H20 和 62. 523gAl (NO3) 3 · 9H20,溶解為透明溶液，再加入 5. 768mL TEOS 和 51. 063gAl (OPri)3，混合溶液回流攪拌，直到Al (OPri)3全部水解；80° C下加入13.485g鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化。步驟⑵、⑶與實(shí)施例2中相同。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為35 40 μ m，其中Al2O3含量為97%，SiO2含量為3%，組成Y-Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為27nm。通過(guò)添加TEOS引入硅離子，煅燒時(shí)可抑制氧化鋁顆粒長(zhǎng)大，使得陶瓷纖維比純氧化鋁纖維致密，強(qiáng)度提高，但沒(méi)有形成莫來(lái)石相，使用溫度沒(méi)有降低。實(shí)施例4⑴溶膠制備30mL濃硝酸加120mL水配成稀硝酸溶液，加入20. 119g AlCl3 · 6H20和 62. 523gAl (NO3) 3 · 9H20,溶解為透明溶液，加入 7. 690mL TEOS 和 51. 063g Al (OPri) 3，混合溶液回流攪拌，直至Al (OPri)3全部水解；80° C下加入13. 485g鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60 ° C水浴老化。步驟⑵、⑶與實(shí)施例2中相同。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為3(Γ40 μ m，其中Al2O3含量為96%，SiO2含量為4%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為25nm。實(shí)施例5(I)溶膠制備30mL濃硝酸加120mL水配成稀硝酸溶液，加入20. 119gAlCl3 · 6H20 和 62. 523gAl (NO3)3 · 9H20，溶解為透明溶液，加入 I. 985g Ni (NO3)2 · 6H20 和51. 063gAl (OPri)3，混合溶液回流攪拌，直至Al (OPri)3全部水解；80° C下加入13. 485g鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化。步驟⑵、⑶與實(shí)施例2中相同。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為3(Γ50 μ m，其中Al2O3含量為99%，NiO含量為1%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為22nm。實(shí)施例6
⑴溶膠制備30mL濃硝酸加120mL水配成稀硝酸溶液，加入20. 119gAlCl3 · 6H20 和 62. 523gAl (NO3)3 · 9H20，溶解為透明溶液，加入 I. 979g Co (NO3)2 · 6H20 和51. 063gAl (OPri)3，混合溶液回流攪拌，直至Al (OPri)3全部水解；80° C下加入13. 485g鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化。步驟⑵、⑶與實(shí)施例2中相同。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為3(Γ50 μ m，其中Al2O3含量為99%，CoO含量為1%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為23nm。實(shí)施例7(I)溶膠制備30mL濃硝酸加120mL水配成稀硝酸溶液，加入20. 119gAlCl3 · 6H20 和 62. 523gAl (NO3)3 · 9H20，溶解為透明溶液，加入 I. 368g La(NO3)3 · 6H20 和51. 063gAl (OPri)3，混合溶液回流攪拌，直至Al (OPri)3全部水解；80° C下加入13. 485g鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化。步驟⑵、⑶與實(shí)施例2中相同。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為2(Γ40 μ m，其中Al2O3含量為99%，La2O3含量為1%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為25nm。實(shí)施例8步驟⑴與實(shí)施例2中相同。所不同的是⑵干法紡絲將步驟⑴所得的溶膠進(jìn)行干法紡絲，得到氧化鋁凝膠連續(xù)纖維。干法紡絲工藝條件噴絲板壓強(qiáng)為546KPa，噴絲板孔直徑為O. 06mm,甬道空氣溫度為30° C，收集棍線速度為18m/min。⑶凝膠纖維陶瓷化以1° C/min的速度從10° C升溫至600° C，然后在此溫度保溫2h，再以10° C/min的速度從600° C升溫至800° C，在此溫度保溫3h，得到Y(jié)-Al2O3陶瓷纖維；將Y -Al2O3陶瓷纖維在1400° C煅燒2h，即得到a -Al2O3陶瓷纖維。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為15 30 μ m，密度為3. llg/mL，其中Al2O3含量為100%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為28nm。實(shí)施例9步驟⑴、⑶與實(shí)施例2中相同。所不同的是步驟⑵干法紡絲將步驟⑴所得的溶膠進(jìn)行干法紡絲。紡絲條件噴絲板壓強(qiáng)為335KPa，噴絲板孔直徑為O. 15mm,甬道空氣溫度為30° C，收集輥線速度為25m/min。
所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為5(Γ60 μ m，密度為2. 79g/mL，其中Al2O3含量為100%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為30nm。實(shí)施例10步驟⑴、⑵與實(shí)施例2中相同。所不同的是步驟⑶凝膠纖維陶瓷化以1° C/min的速度從10° C升溫至600° C，然后在此溫 度保溫2h，再以5° C/min的速度從600° C升溫至800° C，在此溫度保溫lh，得到Y(jié)-Al2O3陶瓷纖維；將得到的Y -Al2O3纖維在1400° C煅燒2h，即得到a -Al2O3陶瓷連續(xù)纖維。所得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的直徑為3(Γ50 μ m，密度為2. 86g/mL，其中Al2O3含量為100%,組成Y -Al2O3纖維的顆粒的平均粒徑約為30nm。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，包括步驟如下 ⑴將鋁鹽(AlCl3 · 6H20和Al (NO3) 3 · 9H20)及異丙醇鋁加入到稀硝酸溶液中，非必要地加入晶粒抑制劑，回流攪拌至溶液透明，然后在75、0° C加熱，并加入鋁粉，反應(yīng)至鋁粉全部溶解，透明溶液于60° C水浴老化至粘度為50 900Pa · s，得到溶膠；其中， 鋁鹽(AlCl3 ·6Η20和Al (NO3) 3·9Η20的總量)與異丙醇鋁的質(zhì)量比為(I. 4 3. 1):1，其中鋁鹽中AlCl3 · 6Η20與Al (NO3) 3 · 9Η20的質(zhì)量比為(I. 3 I) : (Γ3);鋁鹽與鋁粉的質(zhì)量比為(I. 5飛)1，晶粒抑制劑加入量占原料總重量的0 4%。 ⑵將步驟⑴制得的溶膠進(jìn)行干法紡絲，干法紡絲工藝條件為噴絲孔直徑為 O.06 0. 15mm,噴絲板壓強(qiáng)為78 780KPa，甬道空氣溫度為20 40° C，得到氧化鋁凝膠連續(xù)纖維； ⑶將氧化鋁凝膠連續(xù)纖維在空氣中或恒溫恒濕箱中干燥，然后以O(shè). 5^2° C/min的速度從室溫升溫至550 650 ° C，然后在此溫度保溫30mirT2h，再以5 10 ° C/min的速度從550 650° C升溫至750 850° C，在此溫度保溫60mirT3h，得到Y(jié) -Al2O3陶瓷纖維；將Y-Al2O3陶瓷纖維在1350 1450° C煅燒2h，得到a -Al2O3陶瓷纖維，即得氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維。
2.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑴中鋁鹽(AlCl3 · 6Η20和Al (NO3)3 · 9Η20)的總量與異丙醇鋁Al (OPri)3的質(zhì)量比為I. 6:1，其中AlCl3 · 6Η20與Al (NO3) 3 · 9Η20的質(zhì)量比為I. 3:1，鋁鹽與鋁粉的質(zhì)量比為(2 4) :1。
3.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑴中晶粒抑制劑選自正硅酸四乙酯(TEOS)、硝酸鎳(Ni (NO3)2 · 6Η20)、硝酸鈷(Co (NO3)2 · 6Η20)或硝酸鑭(La(NO3)3 · 6Η20)。
4.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑴中回流溫度為80 85° C。
5.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑵中噴絲孔直徑為O. 06mm。
6.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑵中甬道中空氣溫度為3(Γ35° C。
7.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑵干法紡絲中氧化鋁凝膠纖維收集輥線速度為l(T25m/min。
8.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑶中氧化鋁凝膠連續(xù)纖維在空氣中室溫下干燥，或在溫度2(Γ30° C、濕度25 35%的恒溫恒濕箱中干燥。
9.如權(quán)利要求I所述的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法，其特征在于，步驟⑶中煅燒第一階段以1° C/min的速度從10° C升溫至600° C，然后在此溫度保溫廣2h ;第二階段以10° C/min的速度從600° C升溫至800° C，并在此溫度保溫3h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維的制備方法。該方法利用無(wú)機(jī)鋁鹽、鋁粉、異丙醇鋁、硝酸、晶粒抑制劑制備溶膠可紡性前驅(qū)體，采用干法紡絲工藝紡出凝膠纖維，再經(jīng)干燥、高溫煅燒得到直徑10~60μm的氧化鋁陶瓷連續(xù)纖維。本發(fā)明制備的溶膠體系特別穩(wěn)定，使用的原料成本低，制作過(guò)程簡(jiǎn)單，且無(wú)需添加高分子等的助劑就可成絲。干法紡絲，成絲環(huán)境溫和。燒成后的陶瓷連續(xù)纖維有柔韌性，可用于復(fù)合材料中的增強(qiáng)體、提高材料強(qiáng)度和耐熱性。
文檔編號(hào)C04B35/10GK102965764SQ20121045497
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者陳代榮, 楊苗苗, 焦秀玲 申請(qǐng)人:山東大學(xué)