一种柔性氧化铝陶瓷纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及一种柔性氧化铝陶瓷纤维及其制备方法。组成氧化铝陶瓷纤维的基本结构单元是粒径10～40nm的α-Al2O3纳米颗粒和20～30nm厚的α-Al2O3纳米片，纤维直径为350～800nm；是采用溶胶-凝胶法制备纺丝液、静电纺丝技术制备凝胶纤维、两段煅烧得到α-Al2O3陶瓷纤维。纤维均匀且连续，不易断裂，有很好的柔韧性。该纤维的热稳定性好，力学性质优异，可作为高温催化剂载体及高温隔热材料，还可用作红外辐射材料和密封材料。本发明工艺设备简单，操作性强，适用于规模化生产。

主权项

一种柔性α‑Al2O3陶瓷纤维的制备方法，步骤如下： (1)溶胶纺丝液制备：将1.207g六水合氯化铝溶于4.0mL去离子水中，待氯化铝完全溶解后加入0.160mL正硅酸四乙酯（TEOS），搅拌10min后，缓慢加入4.08g异丙醇铝和5.0mL无水乙醇，搅拌均匀再加入0.6mL冰醋酸和1.7mL盐酸做催化剂，调节pH值为2，促进正硅酸四乙酯（TEOS）和异丙醇铝的水解；在异丙醇铝水解完全后，加入0.2g聚乙烯吡咯烷酮（PVP），搅拌至透明，即得到可纺性溶胶；作为溶胶纺丝液备用； (2)将上述步骤制得的溶胶纺丝液注入静电纺丝装置中，在电压20kV、进料速度1.8mL/h及纺丝接收距离25.0cm的条件下静电纺丝，环境温度控制在32°C制得铝氧凝胶纤维； (3)将得到铝氧凝胶纤维放入马弗炉中，以1°C/min的速度升温到600°C，并保温120min，再以5°C/min升温到800°C，再保温120min，得到γ‑Al2O3纤维；将得到的γ‑Al2O3纤维直接放入1400°C高温炉中煅烧120min，即得到α‑Al2O3陶瓷纤维； 所得α‑Al2O3陶瓷纤维的直径为400~600nm，由粒径20~30nm的纳米颗粒组成；Al2O3含量97.0%，SiO2含量3.0%。