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【陶瓷纤维、硅酸铝纤维生产制备应用工艺】

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以下为本套资料目录和简介:

 
陶瓷纤维、硅酸铝纤维生产制备应用专利技术资料集
1、硅酸铝纤维及其成纸结构和性能的研究
对硅酸铝纤维及其硅酸铝纤维纸的结构和性能进行了研究.通过对硅酸铝纤维原料进行研究分析得出:硅酸铝纤维中渣球含量为35.91%,渣球含量较高,在使用时必须先对纤维原料进行预处理;硅酸铝纤维在室温25℃,相对湿度65%的条件下的吸水率较小,仅为0.044%;硅酸铝纤维的Zeta电位为-26.60mV;采用SEM对硅酸铝纤维的微观形貌进行观察,发现硅酸铝纤维呈圆柱形,表面非常光滑;硅酸铝纤维具有优良的抗化学腐蚀性,尤其是耐酸腐蚀;傅立叶红外光谱显示,Si-O-Si的对称伸缩振动吸收峰分裂较差,推测纤维中含有较多的非桥氧键,存在Al替代Si进入网络四面体,同时还可能存在着Fe与Si,Fe与Al等之间的取代. 硅酸铝纤维具有憎水性,在水中较难分散,为了提高硅酸铝纤维纸的成纸匀度,本文针对如何改善硅酸铝纤维的分散性进行了深入研究.探索了硅酸铝纤维分散所需的最佳浆浓和最佳疏解时间,确定了分散纤维的最基本条件:浆
 
2、硅酸铝纤维特性及其成纸性能的研究
 
硅酸铝纤维是一种集传统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料,其产品涉及各个领域,广泛应用于各工业部门,是提高工业窑炉,加热装置等热设备工作性能,实现结构轻型化和节能的技术材料,本文研究了硅酸铝纤维基本性能,并对其渣球的去除进行了探讨,针对硅酸铝纤维纸现存的问题,提出相应的解决方法,并对硅酸铝纤维作为造纸填料进行初步研究。于工厂中成功中试制备了硅酸铝纤维耐火保温板。 1研究了硅酸铝纤维的物化性能,探讨了硅酸铝纤维作为填料的可能性,及硅酸铝纤维的分散性能。实验得出:硅酸铝纤维长度约在1406~2465μm范围内,硅酸铝纤维的电位为-27mV,溶液pH值在8~9之间。硅酸铝纤维耐酸碱、抗腐蚀,化学稳定性强;硅酸铝纤维作为填料,添加量控制在10%以内,基本能够达到强度要求,且强度指标基本上保持不变。添加硅酸铝纤维量为70%,热导率随着温度的升高而升高,300℃时热导率为0
 
3、静电纺丝法制备陶瓷纤维及其表征
 
静电纺丝技术是目前制备直径几十纳米至几微米聚合物纤维的最主要方法之一,从20世纪90年代开始,作为一种合成纤维的简便方法吸引了人们越来越广泛的关注。其合 成纤维的长度长,直径均匀,组成范围广。最初静电纺丝技术只是被用来合成一些有机 聚合物纤维,最近很多研究组开始致力于研究使用这种方法制各复合纤维或者陶瓷纤 在本文中,我们利用静电纺丝的方法获得了几种氮化物陶瓷纤维和氧化物陶瓷纤维,包括A1N中空纤维,ZrN纳米纤维以及金红石相的Ti02纤维。在16000C氮气气氛保 护下,煅烧得到的A1N中空纤维具有六方相的晶体结构,外径在500nm左右,壁厚100nm 左右。在同样的温度下煅烧得到的ZrN纤维呈立方相的晶体结构,纤维由不规则的颗粒 串联而成,直径在100nm左右
 
4、SiBN透波陶瓷纤维的制备
 
以三氯化硼(BTC)、二氯甲基硅烷(DCMS)和六甲基二硅氮烷(HMDZ)等单体为原料,通过缩聚反应合成出了先驱体聚硼硅氮烷(PBSZ)。研究了原料用量对合成先驱体性能的影响,结果表明:在其它两种单体用量恒定的情况下,当BTC用量(摩尔百分比)从9.4%增加到10.4%时,合成出的PBSZ的软化点从室温逐渐升高到107℃;当DCMS的摩尔百分比为0~22.5%时,合成出的PBSZ的软化点范围为75℃~40℃;HMDZ的用量对先驱体的软化点也有重要影响,随着HMDZ用量的增大,所得先驱体软化点逐渐减小。大量的实验结果表明,合成PBSZ的最佳原料配比为BTC:DCMS:HMDZ=0.9:2:6。按此配比,本论文在保持先驱体优异纺丝性能的同时,将PBSZ的合成由15g/次放大到200g/次,为先驱体的多孔连续熔融纺丝及SiBN连续纤维的制,
 
5、ZrC纳米陶瓷纤维的制备及其性能研究
 
主要研究目的是结合溶胶-凝胶法和静电纺丝法探索ZrC纳米陶瓷纤维的制备及其性能研究。本文以液相前驱体法制备ZrC陶瓷为依据,采用正丙醇锆、蔗糖和冰乙酸为无机原料,并利用PVP为纺丝助剂,制得前驱体溶液,然后利用静电纺丝法制得前驱体纤维,并进一步通过高温烧结制得ZrC纳米陶瓷纤维。采用热重-差热(TG-DSC)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、氧氮分析仪、材料试验机等一系列表征手段,开展了对ZrC纳米陶瓷纤维的形貌及性能表征。利用高温热处理法探究其高温热稳定性。主要研究结果如下:(1)PVP浓度为10 wt%的前驱体溶液通过静电纺丝法能得到连续均匀的前驱体纤维,直径约为400~430 nm。(2)前驱体纤维在1300℃高温烧结2 h后可得到形貌较好
 
6、非对称结构中空纤维陶瓷膜制备与性能表征
 
应用相转化烧结技术分别制备了YSZ电解质膜、Al203多孔膜及La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ钙钛矿陶瓷透氧膜,系统研究了铸膜液组成、内凝固浴组成及纺丝工艺条件等对中空纤维膜结构与性能的影响,得到了中空纤维膜制备工艺参数、相分离过程和膜结构的关系。 首先,以YSZ为膜材料,进行了相转化法制备中空纤维膜陶瓷膜制备技术研究。铸膜液中粉体含量从50%提高55%时,粘度相应提高,横截面形成了大的指状孔结构,靠近内表面区域的海绵孔逐渐消失。铸膜液中非溶剂添加剂水的含量为5%时,制备的中空纤维膜具有更多的海绵状孔结构出现、致密层厚度与抗弯强度分别为15μm和212.5MPa,这些特性都有利于作为固体氧化物燃料电池电解质支撑体。芯液中添加NMP溶剂,可形成高度非对称结构的YSZ中空纤维膜,大的指状孔结构贯穿至内表面,内表面呈现多孔结构,可降低膜的渗透阻力,但是抗弯强度有所下降。合适的烧结温度是制备高性能的电解质膜的重要条件。
 
7、连续SiOC陶瓷纤维的制备及其结构和性能的研究
 
以聚甲基倍半硅氧烷(Polymethylsilsesquioxane,PMSQ)为先驱体,采用熔融纺丝法制备原丝,然后经过化学交联使其固化,最后在惰性气氛中进行高温热解,成功制备了硅氧碳(Silicon oxycarbide,SiOC)陶瓷纤维。采用29Si-NMR、XRD、FT-IR、SEM、RMS、TG-DSC等表征技术系统地研究了在交联以及高温热解过程中纤维的化学组成、相组成和微观组织的演变规律,并对SiOC陶瓷纤维的拉伸强度、密度以及性介电性能进行了测试。PMSQ具有良好的熔融纺丝性能,通过化学方法交联固化,交联后纤维的凝胶含量为88.1%。经850℃热解后得到SiOC陶瓷纤维,陶瓷产率83.5%,纤维表面光滑,断面致密,无明显缺陷。SiOC陶瓷纤维为无定型态,Si原子的连接方式以Si04和CSi03结构为主,其次为C2Si02和SiC4结构,几乎不含C3SiO结构。SiOC陶瓷纤维中各元素含量分别为Si:41.32~46.59%,H:0.63~1.43%,C:12.14~13.40%,0:45.04~52.90%
 
8、陶瓷纤维表面涂层制备及物理性能研究
 
本文设计通过制备BN涂层改善碳纤维耐高温性能和绝缘性能,通过制备金属涂层改善玻璃纤维导电性能和抗氧化性能,以满足航空航天,国防军工对新材料的要求。首先,基于热力学方程分析反应的可行性,采用先驱体转化法,以硼酸为原料在碳纤维表面制备了BN涂层。用XPS、SEM、XRD、IR等测试手段对涂层的成份、结构、形貌进行了表征,并且测试了纤维的单丝拉伸强度。结果表明在碳纤维表面制备出了连续且均匀的t-BN涂层;在氮气中加入还原性气体,使得BN涂层的热处理温度从1200℃降低到400℃;碳纤维拉伸强度基本得(此处忽略..)到保持;得出各因素对实验结果的影响程度,依次为温度、时间、先驱体浓度、氢气流量;最优实验浓度为1.3mol/L,热处理温度为400℃保温4小时,氢气的浓度为80ml/min。其次,对以硼酸尿素为原料在纤维上生成BN涂层的反应过程进行了研究,在不同温度下,利用(略..)溶液浸涂法在碳纤
 
9、陶瓷纤维摩擦材料的制备及摩擦机制研究
 
近年来,公路,铁路交通的发展加速了汽车,火车等运输机械高速重载化的进程,从而对制动装置中摩擦材料的性能提出了更高的要求.车辆行驶速度的提升要求摩擦材料能够在较宽的速度,温度范围内具有稳定的摩擦性能.石棉材料由于耐热性能好,产量丰富,机械性能优良,与树脂基体匹配良好等特点,广泛应用于早期摩擦材料的配方中.但是由于石棉材料对于人体的健康存在危害,能引起环境污染,国内外广泛开展了无石棉摩擦材料的研究.主要的无石棉摩擦材料有铸铁摩擦材料,半金属摩擦材料,陶瓷型摩擦材料等.其中陶瓷型摩擦材料配方为无金属或少金属原材料,能够很好解决半金属及铸铁材料的锈蚀,摩擦噪音等问题,因而得到了各国摩擦材料研究领域的重视.新型摩擦材料的开发往往具有很强的经验依赖性,且
 
10、细直径碳化硅基陶瓷纤维的制备与性能
 
连续细直径的碳化硅(SiC)纤维由于其高强度,耐高温,抗氧化等性能被用来做陶瓷基复合材料增强纤维.为了提高先驱体转化法制备的碳化硅纤维的性能,本文采用硼改性的聚钛碳硅烷,经过熔融纺丝,氧化交联,热解与烧结,制备含钛硼的碳化硅纤维.系统地研究了硼改性的聚钛碳硅烷高分子先驱体的结构及其纺丝性能,高分子纤维的氧化交联以及碳化硅纤维力学性能与吸波性能.首先,采用液态聚硅烷,钛酸丁酯,硼酸丁酯反应合成含钛硼的高分子,然后将其与聚碳硅烷(PCS)混合制备了不同钛硼含量的硼改性聚钛碳硅烷.以纯聚碳硅烷作对比进行熔融纺丝,并探索碳化硅纤维的制备工艺.结果表明,所制备的硼改性聚钛碳硅烷与聚钛碳硅烷具有相似的结构,随钛硼含量的增加,聚合物的分子量增加,纺丝性能降低
 
11、先驱体转化法制备SiBN陶瓷纤维研究
 
开展了先驱体转化法制备新型透波/承载SiBN纤维的基础研究.根据SiBN陶瓷纤维对先驱体的基本要求,通过分子设计确定了SiBN纤维的制备路线,即采用含碳的聚硼硅氮烷作为纤维的先驱体,通过在烧成过程引入活性氨气脱碳以获得低碳或无碳的SiBN纤维.由此初步确定了先驱体PBSZ应具备Si-N,Si-H,N-H,C-H和硼氮六元环等基本结构单元.在此基础上,着眼中试放大的要求,选择BTC,DCMS和HMDZ为PBSZ合成的基本原料,通过一步反应即得到高纯度的目标先驱体,大大简化了合成工艺.采用正交设计和因素轮换的方法进行了PBSZ的合成工艺研究.可纺先驱体合成的优化工艺参数为原料配比(BTC?DCMS?HMDZ)摩尔比1.25?2?8,反应温度270℃,保温时间14 h,由此得到的PBSZ软化点为118℃,该工艺重现性好.目前,按比例放大每批次可得
 
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