氧化鋁納米結(jié)構(gòu)纖維的制備及性質(zhì).pdf

1、本論文采用溶膠凝膠方法結(jié)合靜電紡絲技術(shù)制備了氧化鋁凝膠纖維，然后經(jīng)過高溫煅燒得到了片層狀的α-Al2O3納米結(jié)構(gòu)陶瓷纖維，研究了其制備過程及耐熱性，并成功測定了單根纖維的力學(xué)性質(zhì)。同時還制備了不同SiO2含量的氧化鋁納米結(jié)構(gòu)陶瓷纖維，研究了氧化硅對氧化鋁陶瓷纖維的形貌、物相結(jié)構(gòu)、導(dǎo)熱系數(shù)等方面的影響，探討了氧化鋁納米結(jié)構(gòu)陶瓷纖維的形成機(jī)理，豐富和發(fā)展了氧化鋁納米結(jié)構(gòu)陶瓷纖維的制備方法。
　　 1．柔性α-Al2O3納米結(jié)構(gòu)纖維的

2、制備與表征通過溶膠凝膠方法結(jié)合靜電紡絲技術(shù)制備了氧化鋁凝膠纖維，經(jīng)過高溫煅燒得到了柔性α-Al2O3納米結(jié)構(gòu)纖維。具體的制備方法是將氯化鋁和異丙醇鋁溶解在水和乙醇中，用冰醋酸和鹽酸為催化劑，使異丙醇鋁水解為小膠粒，用PVP為紡絲助劑，控制紡絲條件，制備了棉花狀的氧化鋁凝膠纖維。將制得的凝膠纖維通過兩段煅燒，制備了由α-Al2O3納米片構(gòu)成的柔性納米結(jié)構(gòu)纖維。通過XRD、SEM、IR、TG等分析手段對α-Al2O3納米結(jié)構(gòu)纖維進(jìn)行了詳盡的

3、表征。結(jié)果表明：α-Al2O3納米結(jié)構(gòu)纖維由30～50nm厚的納米片構(gòu)成，纖維表面致密，沒有孔洞和裂紋，經(jīng)1400℃/2h耐溫測試，纖維結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生明顯的改變，納米片沒有明顯長大。力學(xué)性質(zhì)測定表明，直徑為10.4μm的單根纖維，斷裂強(qiáng)度為142.5MPa，斷裂伸長率為1.49％，而直徑為7.5μm的單根纖維斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率分別為407.7MPa和2.5％。表明隨纖維直徑的縮小，斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率增大。
　　 2．摻雜SiO

4、2的氧化鋁納米結(jié)構(gòu)纖維的制備及表征以氯化鋁和異丙醇鋁為鋁源，正硅酸乙酯為添加劑，水和乙醇為共溶劑，冰醋酸和鹽酸為混合催化劑，PVP為紡絲助劑，經(jīng)靜電紡絲制備了摻雜1％～4％SiO2的氧化鋁納米結(jié)構(gòu)纖維。通過XRD、SEM、IR、TG等分析手段對氧化鋁纖維進(jìn)行了詳細(xì)的表征。所制備的不同SiO2含量的氧化鋁纖維由納米片和納米顆粒組成，隨著SiO2含量的增加，氧化鋁纖維的物相結(jié)構(gòu)和形貌發(fā)生了明顯的改變，氧化鋁晶相的轉(zhuǎn)變溫度也隨SiO2含量的不