氧化锆基陶瓷连续纤维的关键制备技术

氧化锆基陶瓷连续纤维的关键制备技术2009年06月15日【字体：大中小】项目负责人：陈代荣依托单位：山东大学化学化工学院联系人：陈代荣联系电话：[phone]重大成果简介：氧化锆基陶瓷连续纤维具有耐高温，高强度，韧性好及耐腐蚀性等特性，是优异的耐高温腐蚀和氧化还原的纤维增强材料，如用于超高温热处理炉隔热层；用于碱性电池隔膜材料可延长电池寿命5-6倍；用于空间飞行器动力系统的高温部件纤维增强材料制成功能-结构一体化器件等．本课题以无机盐作原料，利用电解法制备可纺性溶胶，通过溶胶干法纺丝制备陶瓷连续纤维，包括电解氧氯化锆与蔗糖等混合水溶液制备可纺性溶胶；牵引纺丝技术制备连续凝胶纤维；凝胶纤维经过溶剂热处理并经过一定温度及气氛结合适当升温速度等工艺制备陶瓷纤维．纤维物相结构是四方相；氧化锆含量：92.4%；氧化钇：7.0%；氧化硅：0.3%；氧化铝：0.2%；其它杂质成分：0.2%；单丝平均抗拉伸强度：2.6-2.7GPa，单丝平均抗拉伸模量：272-280GPa，纤维直径：6.0-7.0微米．推广应用前景：氧化锆连续陶瓷纤维在众多领域有着重要的应用价值，是一些制件或设备不可或缺的关键材料，如：①作为超高温隔热材料用于超高温热处理炉隔热层，应用氧化锆陶瓷连续纤维增强的氧化锆/氧化锆复合陶瓷可使高温炉耐火材料重量减少90%(整机重量减少60%)，节能40%，升温速度提高2/3，使用寿命提高6-8倍。②用于碱性电池隔膜材料，使用氧化锆陶瓷连续纤维编织布代替有机织物浸渍烧结而成的氧化锆陶瓷布作Ni-H2电池隔膜可以提高电池的稳定性，延长寿命5-6倍。③氧化锆基陶瓷连续纤维制得的复合材料可用做高温过滤材料，强碱液过滤材料和催化剂载体等，如钢液过滤器和浓碱液过滤器，氧化锆连续纤维编织布代替纤维毡过滤强碱液可以有效提高固碱（我国年产量570万吨）的质量。④氧化锆基陶瓷连续纤维还可用于燃料电池及高能电池用隔膜复合材料，制备油田抽油机等的各种耐磨部件，空间飞行器动力系统的高温部件纤维增强材料，与其它功能纤维混纺制成功能/结构一体化器件，制备高温氧检测器（高强度抗热震性的氧化锆管用增强材料）。