乙酸鋯溶膠制備氧化鋯纖維、纖維板以及纖維板的性能檢測.pdf

1、本實驗以氧化釔(Y2O3)和氧化鎂(MgO)穩(wěn)定的乙酸鋯為前驅體，以氧化鋁(Al2O3)和氧化鋇(BaO)作為添加劑，采用溶膠-凝膠法制備氧化鋯(ZrO2)纖維，得到的纖維為穩(wěn)定的立方相氧化鋯(c-ZrO2)。借助X射線衍射(XRD)判斷纖維中ZrO2的相與晶粒尺寸，利用金相顯微鏡和掃描電子顯微鏡(SEM)來觀察纖維微觀結構，綜合差示掃描量熱-熱重分析(DSC-TG)和傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)結果來分析確定前驅體纖維的熱處理溫度

2、和前驅體纖維的分子結構。得到的ZrO2纖維潔白有光澤、表面光滑、內部無孔洞。含3wt％Al2O3的Y2O3穩(wěn)定的纖維(YZF)直徑為10μm，后晶粒平均直徑為12nm，含6wt％BaO的MgO穩(wěn)定的纖維(MZF)直徑為6～10μm，晶粒平均直徑為13nm。
　　本文還研究了常壓成型制備ZrO2纖維板，選用自制的ZrO2纖維為基材、乙酸鋯溶膠為粘結劑，常壓成型得到濕坯后，將其置于納米ZrO2粉末懸浮液之中浸泡1～2h，烘干、燒結，可

3、以得到ZrO2纖維板。借助XRD、SEM、導熱系數(shù)儀對纖維板進行表征，借助萬能實驗儀測定纖維板的強度，再通過實驗測定纖維板在高溫下的熱線收縮率、彎曲蠕變性能與隔熱效果。YZF制備的纖維板(YZB)外表美觀不掉渣，抗壓強度在1.00MPa以上，抗折強度可達3.00MPa以上，在1600℃下保溫18h之后，各方向熱線收縮不超過1.60％;MZF制備的纖維板(MZB)微觀下無明顯熔化現(xiàn)象，板中纖維直徑約為10μm，晶粒平均直徑為46nm，MZ

4、B經納米ZrO2粉末浸泡過后，熱線收縮率從2.00％左右降至0.15％，掉渣現(xiàn)象也不再出現(xiàn)。在2500℃的火焰灼燒下，20的mm厚度YZB和MZB的另一面（背火面）的穩(wěn)定溫度不超過350℃，將ZrO2纖維板制備成組合纖維板，可以減小密度、降低成本，并且使背火面的溫度穩(wěn)定在80℃。
　　本實驗還采用干法成型法制備ZrO2纖維板，仍然以自制ZrO2纖維（選擇MZF）為基材，預煅燒至1600℃后切碎置于氧化鋁坩堝中，烘干燒結，脫模打磨后

5、得到ZrO2纖維板(MZB)。借助XRD、金相顯微鏡和SEM等表征手段對纖維板進行表征，還在各種高溫下測定纖維板在高溫下的成型收縮率與隔熱效果。干法成型制備的MZB密度較小，不超過1.00g/cm3，晶粒平均直徑為72nm，纖維長度為100～300μm，纖維直徑為10～20μm;將MZF預煅燒至1600℃后制備纖維板，成型收縮僅為3.60％;隔熱實驗中，纖維板背火面的溫度隨時間變化較緩慢，17min后溫度仍沒有超過200℃，與膠體法常壓