基于AlF3-SiO2體系氣相反應(yīng)的高溫結(jié)構(gòu)材料的制備及性能研究.pdf

1、輕質(zhì)多孔高溫結(jié)構(gòu)材料在高溫應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。莫來石材料是較為常用的高溫結(jié)構(gòu)材料。本文中，以AlF3-SiO2體系氣相反應(yīng)為基礎(chǔ)，制備了具有互鎖結(jié)構(gòu)的莫來石材料以及莫來石纖維/晶須復(fù)合結(jié)構(gòu)材料，并對(duì)材料的結(jié)構(gòu)形成過程和相關(guān)性能進(jìn)行了分析。
　　具有互鎖結(jié)構(gòu)的莫來石材料由叔丁醇基凝膠注模法結(jié)合高溫?zé)崽幚碇苽涞玫?。在材料結(jié)構(gòu)的形成過程中，黃玉石棒狀晶粒首先在AlF3-SiO2體系氣相反應(yīng)中形成，在較高溫度下黃玉石棒狀晶粒逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椤?/p>

2、流蘇狀”莫來石異向生長(zhǎng)晶粒，這種莫來石晶粒相互連接形成穩(wěn)定的互鎖結(jié)構(gòu)。材料的體積密度為0.530～0.586g/cm3，氣孔率為82.1～76.1％，比表面積為12.293～4.645m2/g，壓縮強(qiáng)度為1.6～3.6MPa。該材料能夠被應(yīng)用于高溫催化劑負(fù)載。
　　莫來石纖維/晶須復(fù)合結(jié)構(gòu)材料采用混合漿料抽濾成型法結(jié)合高溫?zé)崽幚碇苽涞玫?。這種材料中，莫來石短切纖維相互搭接形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為材料的主體，莫來石晶須通過AlF3-SiO

3、2體系氣相反應(yīng)生長(zhǎng)于莫來石纖維的表面，從而形成莫來石纖維/晶須的分級(jí)結(jié)構(gòu)。莫來石纖維的節(jié)點(diǎn)由相互交叉的莫來石晶須充當(dāng)，這種節(jié)點(diǎn)為可動(dòng)節(jié)點(diǎn)。該材料具有較低的體積密度（<0.6g/cm3），較大的氣孔率（>79%）以及較低的導(dǎo)熱系數(shù)（<0.2W/m·k）。另外，在0.4MPa下的壓縮-回彈測(cè)試中，材料表現(xiàn)出良好的回彈性能。這種材料能夠被應(yīng)用于高溫隔熱領(lǐng)域。
　　在延伸實(shí)驗(yàn)中，基于具有互鎖結(jié)構(gòu)的莫來石材料的制備方法，通過改變?cè)戏垠w中的

4、組分配比，制備了具有片狀互鎖結(jié)構(gòu)的氧化鋁/莫來石復(fù)合材料。這種材料由氧化鋁六方晶片相互交叉或接觸連接形成，在較高溫度下材料中會(huì)形成少量的莫來石相。材料的體積密度為0.469～0.561g/cm3，氣孔率為83.1～79.8%，比表面積為1.556～0.524m2/g，壓縮強(qiáng)度為0.21～0.56MPa。這種材料同樣能夠被應(yīng)用于高溫催化劑的負(fù)載。同時(shí)，采用AlF3-SiO2體系氣相反應(yīng)對(duì)鋁硅纖維進(jìn)行了結(jié)構(gòu)改性。此外，基于AlF3-SiO2