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zro_2纤维/莫来石轻质复合材料的凝胶注模制备及其增韧机理研究

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材料导报（纳米与新材料专辑） 2013年第1期27卷 367-371页

作者：何江荣徐广平宋一华江苏省节能耐火材料工程技术研究中心盐城224213

采用凝胶注模成型工艺制备了zro2纤维增韧莫来石复合陶瓷材料。借助透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、平板导热仪、单边切口梁法(SENB)等测试手段对样品微观形貌、导热系数、断裂韧性等进行研究;研究了分散剂对凝胶注模浆料... 详细信息

采用凝胶注模成型工艺制备了zro2纤维增韧莫来石复合陶瓷材料。借助透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、平板导热仪、单边切口梁法(SENB)等测试手段对样品微观形貌、导热系数、断裂韧性等进行研究;研究了分散剂对凝胶注模浆料团聚体的影响;讨论了zro2纤维增韧莫来石复合材料的增韧机理;概述了同时获得高韧性和高强度材料的途径。结果表明:添加zro2纤维能够明显提高莫来石的断裂韧性;当zro2纤维添加量(体积分数)为25%左右时可使莫来石轻质耐火复合材料兼具较低的热导率(λ=0.35 W.m-1.K-1,298K)和优异的综合力学性能(KIC=7.6MPa.m1/2,σb=270MPa)。

关键词：凝胶注模 zro2纤维增韧机理莫来石

zro_2纤维加入量对莫来石-10vol.%SiC晶须复合材料机械性能和抗热震稳定性的影响

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陶瓷学报 2017年第5期38卷 706-710页

作者：彭子钧安迪罗旭东张国栋谢志鹏辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院辽宁鞍山114051 清华大学新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

为了提高莫来石复合材料的机械性能和抗热震稳定性,将zro_2纤维引入到莫来石-SiC晶须复合材料体系中,在N2气氛中常压烧结制备莫来石-SiC晶须复合材料。结果表明,zro_2纤维可以促进了莫来石复合材料的烧结,提高复合材料的断裂韧性和抗热... 详细信息

为了提高莫来石复合材料的机械性能和抗热震稳定性,将zro_2纤维引入到莫来石-SiC晶须复合材料体系中,在N2气氛中常压烧结制备莫来石-SiC晶须复合材料。结果表明,zro_2纤维可以促进了莫来石复合材料的烧结,提高复合材料的断裂韧性和抗热震稳定性。zro_2纤维的加入量为15wt.%时,材料的断裂韧性和抗热震稳定性到峰值,其断裂韧性为5.73 MPa·m^(1/2),抗热震次数达到47次。过量加入zro_2纤维导致其促烧结能力降低会对莫来石-SiC晶须复合材料的机械性能和抗热震稳定性产生不利影响。

关键词：莫来石-SiC晶须复合材料 zro2纤维机械性能抗热震性能

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zro2陶瓷纤维制备及性能研究

ZrO2陶瓷纤维制备及性能研究

zro_2纤维增强环氧树脂复合材料的摩擦学性能研究

中国硅酸盐学会陶瓷分会2006学术年会

作者：吴燕杰刘军唐利强骆英孟献丰陈彩凤江苏大学材料学院

通过挤压法制备zro2陶瓷纤维;采用参量变换法研究了PVA和甘油含量分别对纤维密度和收缩率的影响;并且对zro2纤维的前躯体进行热重(TG)和差热(DTA)分析,对zro2纤维进行扫描电镜(SEM)分析。且在实验中用溶胶取代粘结剂制备纤维,提高了纤... 详细信息

通过挤压法制备zro2陶瓷纤维;采用参量变换法研究了PVA和甘油含量分别对纤维密度和收缩率的影响;并且对zro2纤维的前躯体进行热重(TG)和差热(DTA)分析,对zro2纤维进行扫描电镜(SEM)分析。且在实验中用溶胶取代粘结剂制备纤维,提高了纤维密度。

关键词：粘结剂 zro2纤维挤压成型

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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纺织导报 2018年第12期 77-80页

作者：孔令乾杨洪芳曲铭海张会青王文康靳珊珊德州学院纺织服装学院中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

文章制备了zro_2纤维增强环氧树脂复合材料,并研究了其摩擦学性能。研究发现,氧化锆纤维相对于氧化锆粉体可改善复合材料的磨损率,当氧化锆纤维的含量为30%时复合材料的摩擦学性能最优,磨损率可以达到10-5mm^3/(N·m)数量级。该结论可... 详细信息

文章制备了zro_2纤维增强环氧树脂复合材料,并研究了其摩擦学性能。研究发现,氧化锆纤维相对于氧化锆粉体可改善复合材料的磨损率,当氧化锆纤维的含量为30%时复合材料的摩擦学性能最优,磨损率可以达到10-5mm^3/(N·m)数量级。该结论可指导其他纤维自润滑材料的制备及性能改善,开发出兼具优异力学性能和摩擦学性能的zro_2纤维复合材料。

关键词： zro2纤维复合材料环氧树脂摩擦学性能

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氧化锆纤维对氮化物复合材料性能的影响

硅酸盐通报 2006年第6期25卷 76-79页

作者：廖荣胡利明程之强王重海翟萍张训虎赵小玻山东工业陶瓷研究设计院武汉理工大学武汉430070

在Si3N4、BN陶瓷中加入涂层处理后的zro2纤维对其进行复合,研究zro2纤维对氮化物复合材料部分性能的影响。结果表明zro2纤维的引入能降低材料的抗弯强度,但是加入适量的zro2纤维后材料的热学性能可得到较大的改善。

关键词：氮化物复合材料 zro2纤维隔热

碳纤维添加量对MgO-zro_2陶瓷抗热震性能和烧结性能的影响

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机械工程材料 2018年第4期42卷 58-61,67页

作者：杨孟孟罗旭东安迪谢志鹏冯东于忞辽宁科技大学高温材料与镁资源工程学院鞍山114051 清华大学材料学院新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室北京100084

以纳米MgO粉和zro_2纤维为原料,以短切碳纤维为添加剂,采用无压烧结工艺制备碳纤维增强MgO-zro_2陶瓷,研究了碳纤维添加量对陶瓷烧结性能、物相组成、抗热震性能和显微结构的影响.结果表明:随碳纤维添加量的增加,陶瓷的相对密度和线收... 详细信息

以纳米MgO粉和zro_2纤维为原料,以短切碳纤维为添加剂,采用无压烧结工艺制备碳纤维增强MgO-zro_2陶瓷,研究了碳纤维添加量对陶瓷烧结性能、物相组成、抗热震性能和显微结构的影响.结果表明:随碳纤维添加量的增加,陶瓷的相对密度和线收缩率降低,显气孔率增大,碳纤维的添加不利于MgO-zro_2陶瓷的烧结;抗弯强度随碳纤维添加量的增加先增大后减小,当碳纤维的体积分数为20%时,陶瓷的抗弯强度最大,为287.15 MPa;碳纤维的添加能提高MgO-zro_2陶瓷的抗热震性能,当碳纤维体积分数为15%时,陶瓷的抗热震性能最佳.

关键词： MgO陶瓷碳纤维 zro2纤维抗热震性能

无机纳米纤维的静电纺丝过程仿真及规模化制备

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无机纳米纤维的静电纺丝过程仿真及规模化制备

作者：季骥燕山大学

学位级别：硕士

无机纳米纤维由于比表面积大,在物理、化学、电子和材料等领域得到广泛关注。氧化锆纤维是一种无机耐火纤维,具有耐高温、耐腐蚀、热导率低等优良特性,在无机纤维材料中占有重要的位置。近年来,静电纺丝技术已经成为制备纳米纤维的有效... 详细信息

无机纳米纤维由于比表面积大,在物理、化学、电子和材料等领域得到广泛关注。氧化锆纤维是一种无机耐火纤维,具有耐高温、耐腐蚀、热导率低等优良特性,在无机纤维材料中占有重要的位置。近年来,静电纺丝技术已经成为制备纳米纤维的有效手段,然而,传统的单针头静电纺丝工艺,纺丝效率低,产量小,严重制约着其工业化进程。本文利用Maxwell软件对静电纺丝的喷射装置和接收装置进行了建模分析。结果表明,喷射装置和接收装置的形态影响电场分布,对比点-板、线-板、曲面-板、板-板的电场变化,点-板式电极性能优异,电场分布均匀,场强波动范围小。通过分析平面板、折面板、凹面球冠、凸面辊筒等接收装置,凸面辊筒的表面电场强度值最大。此外,通过减小辊筒半径和长度可以增大辊筒表面的电场值,但是半径或长度值过小会导致表面场强波动较大,有效接收面积过小。通过电解ZOC-HOAC体系制备可纺性溶胶,借助静电纺丝技术可以得到直径1微米到几微米的凝胶纤维,热处理后纤维表面光滑,无断裂和气泡产生。利用Aspen Plus软件的用户开发模块,对电解过程进行模拟。同时电解产生的氯气和氢气用于合成氯化氢。流程模拟计算表明,所得盐酸浓度≥31.0%,达到商品酸的要求,氯化氢气体的吸收率达到99.9%,满足工业生产的需求。

关键词： zro2纤维静电纺丝电场分析 Maxwell Aspen Plus

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氧化锆纤维及纤维板的制备与性能研究

氧化锆纤维及纤维板的制备与性能研究

作者：刘贵双南京理工大学

学位级别：硕士

本文采用溶胶-凝胶法,以碱式碳酸锆、醋酸、蒸馏水为原料,硝酸钇为相稳定剂原料,一步混合反应可得到稳定性好、纺丝性能好的醋酸聚锆纺丝液,经离心甩丝和空气气氛下热处理后制备了强度高、柔韧性好的多晶c-zro2纤维。研究采用FT-IR和DSC... 详细信息

本文采用溶胶-凝胶法,以碱式碳酸锆、醋酸、蒸馏水为原料,硝酸钇为相稳定剂原料,一步混合反应可得到稳定性好、纺丝性能好的醋酸聚锆纺丝液,经离心甩丝和空气气氛下热处理后制备了强度高、柔韧性好的多晶c-zro2纤维。研究采用FT-IR和DSC-TG测试分析,推断出醋酸聚锆的分子结构;采用XRD、SEM、TEM等测试手段对zro2纤维的结品性能及强度的影响因素进行了研究分析。结果表明立方相（掺10mo1%Y2O3）zro2在前驱体纤维热处理到400℃时,晶粒已长大到6nm左右,且t-zro2纤维（掺3mol%Y2O3）和c-zro2纤维（掺8mol%、10mol%Y2O3）经1600℃煅烧2h后,不会发生相变。研究采用真空吸滤成型和加压整平的方法,以c-zro2纤维为原料,聚锆纺丝液加水稀释后为粘结剂,制备了纤维板湿坯,再经烘干煅烧得到厚度均匀、表面平整、密度精确可控的c-zro2纤维板。Zr02纤维预先热处理到1600℃制备的纤维板经1600℃高温预处理6h后,再经1600℃煅烧18h后长度、宽度和厚度方向的收缩率仅为1.15%、1.03%和1.90%;当c-zro2纤维板的密度为0.40×10-3g/mm3时,室温下导热系数仅为0.08W/m·K;c-zro2纤维板的密度为1.16×103g/mm3时,厚度方向压缩10%的压缩强度可达1.75MPa。研究还以氧氯化锆、双氧水为原料,氯化钇为相稳定剂原料合成无机聚锆纺丝液,经离心甩丝和气体加压干法纺丝,获得了长度可达几十米长的前驱体纤维,经水蒸汽气氛热处理后得到了Zr02连续纤维。通过FT-IR、DSC-TG、XRD、SEM等测试手段对前驱体纤维和Zr02纤维进行表征,根据测试结果,推断出无机聚锆分子的结构,并制定了合适的热处理工艺。水蒸汽气氛下热处理得到的纤维结构均匀、强度高、柔韧性好;而空气气氛下热处理得到的Zr02纤维缺陷多、强度低。

关键词： zro2纤维溶胶-凝胶法醋酸聚锆 zro2纤维板无机聚锆

氧化锆纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备及性能研究

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氧化锆纤维复合氧化锆泡沫陶瓷的制备及性能研究

作者：代德美南京理工大学

学位级别：硕士

本文选用无机聚锆体系,采用溶胶-凝胶法制备zro2纤维。以制备的zro2纤维为原料分别采用直接发泡法和添加造孔剂法制备zro2纤维复合的zro2泡沫陶瓷。利用光学显微镜,XRD,导热系数测试仪,万能试验机等对制备出的zro2泡沫陶瓷进行综合性能... 详细信息

本文选用无机聚锆体系,采用溶胶-凝胶法制备zro2纤维。以制备的zro2纤维为原料分别采用直接发泡法和添加造孔剂法制备zro2纤维复合的zro2泡沫陶瓷。利用光学显微镜,XRD,导热系数测试仪,万能试验机等对制备出的zro2泡沫陶瓷进行综合性能分析。研究结果包含以下三个部分:(1)选用无机聚锆体系,以氧氯化锆与过氧化氢为原料,三氯化钇为相稳定剂,采用溶胶-凝胶法结合离心甩丝工艺成功制备出了长度可达数十至数百厘米的zro2前驱体纤维,然后在水蒸气气氛下对前驱体纤维进行热处理得到zro2纤维。结果表明:当H2O2/zroCl2摩尔比为4～5:1,反应温度为15～25℃,反应液陈化时间为3～5d时,无机锆可纺胶液具有非常好的稳定性和纺丝性。制备出的zro2纤维连续性好,直径为6～10μm,表面光滑无孔,内部晶粒排布密实。(2)采用直接发泡法,以立方相zro2粉末和zro2短纤维为原料,聚乙烯醇为粘结剂,利用氧氯化锆与过氧化氢反应发泡获得湿泡沫体,将湿泡沫体常温放置数日固化干燥后,经热处理得到性能优良的zro2泡沫陶瓷。结果表明:当质量比zro2粉末:zro2纤维:zroCl2:H2O2:聚乙烯醇=1:0.31～0.55:0.04:0.15～0.2:0.002～0.003、反应温度为10～20℃、搅拌速率为80～100r/min时制备出的zro2泡沫陶瓷性能较好,体积密度为1.5g/cm-3,气孔率高(真气孔率最高可达80%,闭气孔率最高可达48%),导热系数最低可达0.18W/(m·K),加热永久线收缩均小于0.42%,抗压强度最大可达4.7MPa。经不同烧结温度烧成的zro2泡沫陶瓷晶相为全稳定的立方相zro2。(3)采用添加造孔剂法,以立方相zro2粉末和zro2纤维为原料、PVB与淀粉为造孔剂,PVA为粘结剂,经半干法压制成型,常温放置数日,经热处理烧结成功制备出了zro2泡沫陶瓷。结果表明:当造孔剂添加量为17～22wt%,压制压力为60～70MPa时,制备出的zro2泡沫陶瓷性能好,气孔率较高(最高可达64%),孔结构呈圆形,孔径≤150μm;抗压强度最大达2.7MPa;导热系数最小可达0.28W/(m·K)。所制备的zro2泡沫陶瓷的晶相为全稳定的立方相zro2。

关键词：溶胶-凝胶法直接发泡法添加造孔剂法 zro2纤维 zro2泡沫陶瓷