一种超高温氧化锆陶瓷纤维的制备方法

摘要

本发明涉及一种超高温氧化锆陶瓷纤维的制备方法，主要采用以下步骤：以碳酸锆、硝酸钇和硝酸为主要原料，以去离子水为稀释溶剂，在室温条件下搅拌直接反应生成含钇锆离子的复合聚合溶液；减压蒸馏浓缩溶液，最后得到钇锆离子复合溶胶纺丝液，经高速离心甩丝获得含钇锆无机水合物纤维；对钇锆无机水合物纤维进行特殊气氛的热处理和超高温处理即可得到钇锆复合氧化物陶瓷纤维。本发明制备工艺过程简单，制备的晶体纤维成分单一，纯度高，高温性能稳定，可在2250℃以下的温度范围内长时间使用。

主权项

一种超高温氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于采用以下步骤：(1) 以碳酸锆、硝酸钇和硝酸为主要原料，以水为稀释溶剂，在室温条件下搅拌直接反应生成含钇锆离子的复合聚合溶液；生成含钇锆离子的复合聚合溶液的步骤如下：按照氧化钇：氧化锆摩尔比=9～20%：80～91%的比例称取硝酸钇和碳酸锆溶于去离子水中，去离子水的用量为硝酸钇和碳酸锆总质量的2～5倍；按照碳酸锆：硝酸摩尔比=1：4～5量取硝酸，并在室温15℃～45℃和搅拌条件下，将硝酸加入到碳酸锆和硝酸钇的混合溶液中，加完后继续搅拌1～2小时，得到无色透明反应液，即为含钇锆离子的复合聚合溶液；(2) 减压蒸馏浓缩溶液，最后得到钇锆复合溶胶纺丝液；减压浓缩得到的钇锆复合溶胶纺丝液粘度在2～25 Pa·s范围内； (3) 经高速离心甩丝获得含钇锆的无机水合物纤维；所述的离心甩丝方法为离心盘甩丝法纺丝，在温度为70℃～120℃，离心机转速为4700r/min～8000r/min；甩丝盘孔径为0.05～0.15mm，甩丝直径250～400mm的条件下，将纺丝液从甩丝盘边缘高速甩出，获得无序堆积的含钇锆离子复合的聚合水合物纤维； (4) 对钇锆无机水合物纤维进行特殊气氛的热处理和超高温处理即可得到钇锆复合氧化物陶瓷纤维；所述特殊气氛的热处理步骤为：将含钇锆离子复合的聚合水合物纤维置于气氛热处理程控高温炉内，在特殊气氛下，以1℃/min～5℃/min的升温速度，对其进行室温～1200℃的热处理；特殊气氛使用至500℃～1200℃；所述的超高温在于1700℃以上；所述特殊气氛是苯蒸汽、氮气、氩气、水蒸汽或它们的混合气体气氛。