中文摘要：

作为复合材料增强体，晶须在航空航天、国防、化工以及汽车等高科技领域应用前景广阔。硅酸锆晶须具有耐高温、抗氧化、高温强度大、抗热震性好和高温蠕变小等突出优点，与现有非氧化物晶须相比，能够在更高的温度和更恶劣的氧化条件下使用，是一种潜在性能优异的特种无机晶须。然而，国内外至今未见制备硅酸锆晶须的报道。本项目基于我们已获的国家发明专利成果，在国际上首次采用非水解溶胶-凝胶（NHSG）法制备硅酸锆晶须；解析NHSG法低温合成硅酸锆的微观机制；探明各种工艺参数对硅酸锆晶须生长质量的影响规律；揭示硅酸锆晶须的形成机理；分析和表征晶须的显微结构。本项目将开创一种全新的晶须制备方法，不仅可以拓展NHSG法的应用领域，而且还可为其它晶须材料的制备提供新的研究思路和理论指导。本项目将在国内外率先制备出一种新型高性能无机晶须，形成具有我国自主知识产权的晶须制备新技术，具有巨大的潜在应用价值。

结论摘要：

晶须是指具有一定长径比，直径小，原子排列高度有序，内部缺陷少的一种纤维状单晶体材料，其强度接近完整晶体的理论值。由于受晶须制备技术、生产成本以及晶须本身性能的限制，目前已经实现工业化应用的晶须只有碳化硅、钛酸钾、硼酸铝、硼酸镁和莫来石等少数几个品种。但应用极其广泛的碳化硅、氮化硅等非氧化物晶须仍存在价格极其昂贵、高温易氧化等缺点。因此开发各种具有优异性能的低成本晶须材料及其制备新技术已成为研究的热点和发展方向。硅酸锆具有熔点高、热导率低、膨胀系数小、化学及相稳定性好和抗氧化能力强等优异性能。硅酸锆的抗折强度在1400 ℃的高温下也不衰减，而且它具有比莫来石和氧化铝更好的抗热震性。硅酸锆晶须可望成为一种新型耐高温、抗热震、高温力学性能好、化学稳定性高的复合材料增强体，可大幅提升陶瓷、金属基复合材料的综合性能。尽管硅酸锆晶须具有突出的高温性能，但是，在本项目开展相关研究之前国际上未见制备硅酸锆晶须的任何报道。本项目以无水四氯化锆和正硅酸乙酯为反应前驱体，LiF为矿化剂，炭黑为还原剂，采用非水解溶胶-凝胶（NHSG）法制备出直径为30～90 nm，长径比为6～15的细针状硅酸锆晶须。为改善硅酸锆晶须的质量，本项目引入无水氟化锆为晶须生长助剂，采用NHSG法制得直径为0.2～0.4 μm、长径比达15～30且沿c轴方向择优生长的硅酸锆晶须。此外，为了提高硅酸锆晶须的产率，本项目以钼酸钠为熔盐介质，在不引入矿化剂LiF的条件下采用NHSG工艺结合熔盐法制备出产率高、直径为50～100 nm、长径比为20～30的硅酸锆晶须。本项目一方面开创了一种全新的晶须制备方法，并为应用NHSG法制备其它晶须材料提供新的思路和理论指导；另一方面还开发了一个高性能无机晶须新品种。不仅如此，本项目还拓宽了研究范围，采用NHSG 法制备了硅酸锆包裹炭黑色料、钛酸铝超细粉体等，搭建了NHSG法制备低维陶瓷氧化物材料的科技创新平台。通过本项目的研究，获得5 项国家发明专利，在国内外核心期刊发表学术论文16 篇,（其中10篇被SCI/EI收录），取得多项具有自主知识产权的创新成果。