一种硅氧碳/金属氧化物连续复相陶瓷纤维的制备方法

摘要

本发明提供了一种硅氧碳/金属氧化物连续复相陶瓷纤维的制备方法。本方法采用溶胶‐凝胶法，以硅氧烷和金属化合物为主要原料，利用高分子纺丝助剂提高溶胶的粘度，通过控制原料和纺丝助剂的加入量，优化纺丝助剂的种类和分子量，获得了均匀稳定的纺丝溶胶，经纺丝、干燥和热解得到硅氧烷/金属氧化物连续复相陶瓷纤维。本发明解决了纤维制备过程中存在的溶胶纺丝性和稳定性差等问题，提高了纤维的连续性和均匀性及其高温和力学性能，弥补了之前的技术空白，为其规模化或工业化生产奠定了基础。此外，本方法不仅可用于制备金属氧化物与硅氧碳的高温陶瓷纤维，还可用于制备其它金属氧化物(如氧化铁、氧化钴、氧化铜等)与硅氧碳的功能陶瓷纤维。

主权项

一种硅氧碳/金属氧化物连续复相陶瓷纤维的制备方法，其特征在于包括下述步骤：(1)硅氧碳/金属氧化物溶胶的制备：按金属化合物和硅氧烷的摩尔比为(0.01‑0.2):1，水与硅氧烷摩尔比为(0.6～2.5):1，溶剂与硅氧烷质量比为(0.2～3):1配制溶胶；室温下，将硅氧烷、水和溶剂搅拌混合，加入金属化合物搅拌至混合均匀，得到澄清透明的溶胶；(2)硅氧碳/金属氧化物凝胶纤维的制备：将纺丝助剂加入步骤(1)获得的溶胶中，纺丝助剂与(硅氧烷和溶剂)的重量比小于0.15:1，混合搅拌条件下浓缩溶胶，至粘度≥1000厘泊，获得前驱体纺丝溶胶，密封保存；经干法纺丝或静电纺丝得到硅氧碳/金属氧化物凝胶纤维；将凝胶纤维置于50～150度干燥；(3)硅氧碳/金属氧化物陶瓷纤维的制备：在惰性气氛中，升温至600～1500度热解步骤(2)得到的凝胶纤维，获得硅氧碳/金属氧化物复相陶瓷纤维。