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《铝酸忆纤维制备和性能研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第卷第期无机材料学报,,年,月文章编号一一一铝酸忆纤维制备和性能研究进展,,,路清梅王浩静董文生王心葵,中国科学院山西煤炭化学研究所太原摘要与氧化铝等其它无机氧化物纤维相,铝酸忆纤维不仅具有高强度、、抗蠕比抗氧化变性能,,还具有恒定的断裂应力,是一种极具潜力的绝热及低的电导率在范围内耐火材料和结构增强材料,近几年在材料科学界引起了强烈关注本文综述了新型高性能铝酸忆纤维的结构、性能及其制备方法关键词铝酸忆纤维无机纤维抗蠕变性中图分类号文献标识码引言,,,、随着科学技术的迅速发展对材料的性能尤其是高温下
2、的一些性能如稳定性强、度模量及抗蠕变性能等提出了越来越高的要求具有高强高模及耐高温性能的无机和陶表常见无机纤维的熔点及不同气氛下的最高使用温度一一一一一一魂收稿一一,一一—期收到修改稿期墓金项目国家自然科学基金作者简介路清梅一,女,博士研究生无机材料学报卷瓷纤维产品即是在这种条件下应运而生的将这些纤维以一定的比例引入到陶瓷、聚合物及金,属材料中可赋予材料新的优异性能能够满足某些苛刻条件下的使用要求表是一些常用无机纤维的熔点及最高使用温度从表中可,、以看出氧化铝基纤维及碳化硅氮、、化硅氧化错纤维均可满
3、足氧化气氛下高温使用的要求碳化硅氮化硅由于其轻量化和高强高模的特性可用,于航空航天领域但价格较昂贵而氧化铝基纤维由于其价格优势和、较高的力学化学性能可作为金属及陶瓷基增强材料而广泛应用于航空航天及汽车行业此外,还可用作催化剂载体,当长期使用温度在以上时,现有商但研究表明品化的陶瓷纤维均不能同时保一,持高强度和塑性变形能力图是一些高性能纤维的强度温度曲线可以看出随温度的提高,尤其在以上时,纤维,强度急剧下降因此迫切需要开发研制新型高性·、,,,能耐高温纤维九十年代中期铝酸忆纤维或的问世在材料界引起,、
4、、,强烈反响研究发现纤维不仅具有高强度抗氧化抗蠕变性能及低的电导率在“范围,,内还具有恒定的断裂应力可广泛地用作绝热耐火材料和结构增强材料【、‘。。昆一溉一器︸﹃︸︸︸︸︷山口节日、,日,﹃目叻,介目认胜比,飞一来、女午之又花希声卜、二二、,尹尹‘阴朋肋瀚,,一丫卜‘,产食,一一一一·,,·‘一二弋、﹄丫,一一幽叹人、印、担瑰。·三‘·,‘日‘白白口口目曰州如七‘目如目‘‘口自曰,”以拍场盆的“。咐··川,,姚心、图一些商业无机纤维的抗拉强度随温度变化图一体系化合物的相图曲线一,纤维的结构和制备方法
5、一,体系化合物存在三种相态见图其熔点均在以上陈呈石榴石结构的稳定的立方,其熔点为扭曲的单斜其结构不太明,”确熔点在左右以及呈钙钦矿型结构亚稳的斜方当控制丫时,在一定条件下可制备出单相,,、目前国外一些公司和大学正在进行纤维的研制工作主要通过溶胶混合法溶一、胶凝胶法金属有机物法及水溶性聚合物法等制备而成溶胶混合法网由等人采用商业化的铝溶胶、忆溶胶和水溶性聚合物为原料制备而成分别向铝、,,,溶胶忆溶胶中加入低分子量的老化后在不断的搅拌下混合再加入高分子量,、,,,的经老化干燥得到稳定的干粉然后向干粉中加
6、入一定量的水放置一段时间,,,使之完全解胶再浓缩至纺丝所需的粘度经喷丝头喷出最后将得到的纤维经高温热处无机材料学报卷,、、乙醇、机酸的作用下回流经水解聚合而成极性溶剂包括水短链醇甲醇异丙醇及其,,它极性相似的溶剂酸性催化剂最好是含有两个以上毅基的多官能团梭酸如酒石酸柠,、檬酸等且授基与金属离子的摩尔比在之间将所得的前驱液在一定温度下加热浓缩,,、至纺丝所需的粘度采用挤压法或手拉法得到纤维原丝再经干燥焙烧而成但采用该法制得纤维的性能未加以说明表不同方法制备出纤维的性能叹户,口孟二,卫月一洲卜一﹄︶任卜
7、从汀从﹃“勺口﹄︸“︺︸、一阿占,‘、内︸一一、、一,巨、此外最近的美国专利和欧洲专利等分别介绍了向起始原料中加入、,和等部分稳定剂以提高纤维强度和抗蠕变性能的方法使纤维性能得到了进一步的提高纤维的性能,尤其是高温纤维最突出的性能是在氧化气氛中的高温优异性强度和抗塑性变形能力此外,还具有低电导率及光学特性高温强度科技的发,展对材料的高温性能提出了日益苛刻的要求研究表明材料在航空航天推进器领域中的使,用温度常在以上提高操作温度汽轮机的效率可得到极大的改善这些都需要材料具有高温优异性能但当温度在,之间时
8、许多纤维的强度急,剧下降图而纤维即使温度提高到以上纤维强度仍保持在表能够满足在高温下长期使用的强度要求蠕变性能,可通过弯曲应力松蠕变性是材料在高温下长期使用时需要考虑的一个重要性质弛技术如图来研究,,首先,将纤维弯曲成给定的半径并施加以一定的应,,力然后将纤维加热到预定的温度并保持一定时间纤维经热处理后撤去应力测定此时纤维的半径可用弯曲应力松弛速率来表征变形能力定义为二。,亡,。,,。一,二发生塑性变形,二发生完全应力松弛,图如果不发生应力松弛是测试的示意图图为溶胶混
