鎂鋁尖晶石纖維及纖維板的制備與性能研究.pdf

1、本文采用溶膠-凝膠法，以無水氯化鋁和鋁粉為原料先一步反應(yīng)制備出聚合氯化鋁溶液，而后將聚合氯化鋁與鎂鹽溶液混合反應(yīng)獲得鎂鋁尖晶石纖維前驅(qū)體紡絲液。前驅(qū)體紡絲液經(jīng)離心甩絲和空氣氣氛下熱處理后制備出直徑細(xì)小、有一定韌性的連續(xù)MgAl2O4纖維。研究采用傅里葉變換紅外光譜分析儀(FT-IR)對前驅(qū)體纖維的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析;采用差示掃描量熱-熱重分析(DSC-TG)確定纖維的熱處理機(jī)制;采用掃描電子顯微鏡(SEM)來觀察纖維微觀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明，纖

2、維前驅(qū)體在585℃時(shí)開始結(jié)晶，且除MgAl2O4相外無其他相出現(xiàn)。在空氣氣氛下，前驅(qū)體纖維先以3℃/min加熱至600℃，而后以5℃/min加熱至1000℃并保溫2h，經(jīng)該熱處理后的纖維直徑為5～8μm，纖維長度可達(dá)到10cm以上，晶粒尺寸約為25nm，纖維質(zhì)地柔軟并具有一定韌性。
　　本文采用濕法成型制備MgAl2O4纖維板，利用“真空吸濾成型+加壓整平”的方法，以MgAl2O4纖維為原料，前驅(qū)體紡絲液加水稀釋后為粘結(jié)劑，制備出

3、纖維板濕坯，纖維板濕坯經(jīng)烘干煅燒后得到表面平整、厚度均勻、密度可控的鎂鋁尖晶石纖維板。鎂鋁尖晶石纖維預(yù)先煅燒到1000℃制備的纖維板經(jīng)1600℃高溫預(yù)處理2h，再經(jīng)1600℃高溫煅燒12h后，纖維板的各方向的收縮率不超過7.5％。纖維板的密度為0.54g/cm3時(shí)，400℃下導(dǎo)熱系數(shù)為0.34W/m·K，厚度方向壓縮10％的壓縮強(qiáng)度為0.39MPa。
　　本文采用膠體法制備MgAl2O4纖維板，實(shí)驗(yàn)以MgAl2O4纖維為原料，采用

4、聚合氯化鋁溶膠為粘結(jié)劑，常壓成型得到濕坯，纖維板濕坯經(jīng)烘干煅燒后得到表面平整、厚度均勻可控的鎂鋁尖晶石纖維板。與“真空吸濾成型+加壓整平”的方法相比，以膠體法制備出的MgAl2O4纖維板抗壓強(qiáng)度更高，厚度方向壓縮10％的壓縮強(qiáng)度可達(dá)1.50MPa，永久線收縮率更小，鎂鋁尖晶石纖維預(yù)先煅燒到1000℃制備的纖維板經(jīng)1600℃高溫預(yù)處理2h，再經(jīng)1600℃高溫煅燒12h后，纖維板的長度和寬度方向的收縮率僅約為1.4％。纖維板的密度為0.91