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溶胶-凝胶法制备多晶莫来石纤维
  • ISSN号:1000-324X
  • 期刊名称:《无机材料学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ343[化学工程—化纤工业]
  • 作者机构:[1]山东大学材料科学与工程学院,济南250061
  • 相关基金:国家自然科学基金(50542031)
中文摘要:

以廉价的铝粉、工业盐酸和酸性硅溶胶为主要原料,通过溶胶凝胶法制备了多晶莫来石纤维.采用^27Al NMR测试了聚合氯化铝溶胶中Al^3+的聚集状态,采用XRD、FT-IR、SEM和TG-DTA等手段表征了不同热处理温度下莫来石纤维的物相组成、纤维形貌以及纤维的热分解特性.^27Al NMR结果表明,Al^3+主要以Keggin结构的Al13形态存在于聚合氯化铝溶胶中.具有24个活性Al-OH键的Al13聚阳离子易与硅溶胶中的Si-OH发生失水缩聚反应,生成具有长链结构的纺丝溶液.XRD、FT-IR和TG-DTA结果表明,纤维热处理到950℃时开始结晶,到1000℃可获得单一的莫来石晶相,整个过程的纤维失重在48.24%.经1250℃热处理,获得的莫来石纤维的直径为3~5μm,晶粒尺寸约为240 nm,拉伸强度为1.1GPa.

英文摘要:

Polycrystalline mullite fibers were prepared by sol-gel method,using aluminum powders,hydrochloric acid and silica sol as raw materials,water as solvent.The aggregation state of Al^3+ was measured by ^27Al NMR.The pyrolytic decomposition patterns of mullite fibers were assessed by heating samples to different temperatures and characterizing the products by thermogravimetric analysis (TG),differential thermal analysis (DTA),X-ray diffractometry (XRD),and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR).The micrograph of mullite fibers were observed by means of Scanning Electron Microscope (SEM).The results of ^27Al NMR show that Al^3+ ions aggregate in the PAC sol in the form of Al13 with Keggin structure.TG/DTA analyses show the exotherm at 970℃ can be attributed to the formation of mullite phase and weight loss of the mullite fibers in the heat treatment reaches 48.24%.XRD and FT-IR analyses show that phasepure mullite can be formed at 1000℃ with no other intermediate.After heat-treated at 1250℃,the mullite crystalline fibers with diameter of 3-5μm,grain size of 240nm and tensile strength of 1.1GPa are obtained.

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期刊信息
  • 《无机材料学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院上海硅酸盐所
  • 主编:郭景坤
  • 地址:上海市定西路1295号
  • 邮编:200050
  • 邮箱:wjclxb@mail.sic.ac.cn
  • 电话:021-52411302
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-324X
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1363/TQ
  • 邮发代号:4-504
  • 获奖情况:
  • 获"中国百种杰出学术期刊"称号
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:21274