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1、第28卷第1期硅酸盐通报Vol.28No.12009年2月BULLETINOFTHECHINESECERAMICSOCIETYFebruary,2009钇铝石榴石纤维的制备和应用研究进展李呈顺,张玉军,张景德,龚红宇(山东大学材料科学与工程学院,济南250061)摘要:钇铝石榴石纤维具有耐高温、抗氧化、低导热率、优异的抗高温蠕变性和良好的光学性能,是一种理想的结构增强材料、绝热耐火材料和光学材料。本文重点评述了近年来钇铝石榴石纤维制备和应用的研究进展,并展望了钇铝石榴石纤维制备和应用的发展趋势。关键词:钇铝石榴石;氧
2、化物纤维;抗高温蠕变中图分类号:TQ343文献标识码:A文章编号:100121625(2009)0120132206ProgressofResearchonPreparationandApplicationofYttriumAluminumGarnetFibersLICheng2shun,ZHANGYu2jun,ZHANGJing2de,GONGHong2yu(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShandongUniversity,Jinan250061,China)Abs
3、tract:Yttriumaluminumgarnetfiberswithhightemperatureresistance,oxidationresistance,excellentcreepresistanceandgoodopticalperformance,wereofidealreinforcedstructuralmaterial,insulatingrefractoryandopticalmaterial.Thepreparationandapplicationofyttriumaluminumgarn
4、etfiberswerereviewedinthispaper.Thefuturetrendofpreparationandapplicationofyttriumaluminumgarnetfibersweresuggested.Keywords:yttriumaluminumgarnet;oxidefiber;creepresistance1引言钇铝石榴石(YAG,或Y3Al5O12)是Al2O3和Y2O3的复合氧化物,属于立方晶系,具有石榴石晶体结构,3空间群为Ia3d,晶格常数为1.2002nm,熔点是197
5、0℃,密度是4.55g/cm,化学性质稳定,不溶于H2SO4、[1,2]HCl、HNO3和HF等强酸。YAG具有高强度、高模量、耐高温、抗氧化,耐化学腐蚀性以及优良的光学性[3,4]能(光学各向同性,无双折射效应)和高温力学性能(高温蠕变小),是一种非常重要的无机非金属材料。鉴于YAG材料特殊的结构和特性,将YAG材料纤维化,制备成YAG纤维,在保持其自身优异的物理、化学和光学性能的同时,兼具纤维材料的一些特性,将拓展其在更宽领域的应用。YAG纤维属于Al2O3基纤维的一种,是20世纪90年代发展起来的新型无机陶瓷纤
6、维。与一般的氧化铝基的纤维相比,如莫来石纤维[72%Al2O3(质量百分比,下同)],高纯氧化铝纤维(95%Al2O3)等,不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能,而且还具有优异的抗高温蠕变性,是目前抗高温蠕变最好的氧化物纤维,可作为高温金属基和陶[5][6]瓷基复合材料的增强材料。稀土离子激活的YAG纤维具有优异的光学性能,可广泛用作激光材料。作者简介:李呈顺(19792),男,博士研究生.主要从事晶体纤维制备及应用的研究.通讯作者:张玉军.E2mail:yujunzhangcn@hotmail.com第1期李呈
7、顺等:钇铝石榴石纤维的制备和应用研究进展133同时,YAG纤维还是当今国内外新型的超轻质高温耐火材料,长期使用温度在1500～1600℃,高出玻璃态纤维200～300℃。2YAG纤维的制备方法目前制备YAG纤维的方法分熔融法和化学法两类。熔融法一般用于制备单晶YAG纤维,化学法主要是溶胶2凝胶法,多用于制备多晶YAG纤维。2.1熔融法熔融法一般采用铝和钇的氧化物为主要原料,通过高温加热获取熔融液,再将熔融液纺丝成纤,这类方法主要有LHPG(LaserHeatedPedestalGrowth)、MPD(Micro2Pu
8、lling2Down)、ICM(InternalCrystallizationMethod)和EFG(Edge2definedFilm2fedGrowth)法等。表1列出了采用熔融法合成YAG纤维的制备工艺及其[7]性能。Shena等首先采用LHPG方法制备了直径为1～2mm,长度为200mm的Cr:YAG单晶纤维,它主要[8]作为激光材料。C
