溶膠-凝膠法制備鈦酸鉛系陶瓷纖維.pdf

1、電子陶瓷是一類非常重要的無機(jī)功能材料，因其具有優(yōu)異的鐵電、介電等性能，近年來已引起人們的普遍重視。而隨著先進(jìn)復(fù)合材料的開發(fā)及在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，功能陶瓷纖維的應(yīng)用日益突出。功能陶瓷纖維具有有機(jī)纖維所無法比擬的耐高溫及抗氧化功能以及獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)性能。這類纖維一般由氧化物原料直接熔融紡絲制成，而一些特種陶瓷材料因熔融困難卻無法制成纖維。溶膠一凝膠(Sol-Gel)工藝用于制備功能陶瓷纖維彌補(bǔ)了熔融法的這一不足。 溶膠-凝膠工藝

2、制備纖維的主要特點(diǎn)有：(1)可在較低溫度下得到功能陶瓷纖維；(2)可以制得均勻性好，純度高的纖維；(3)可以獲得熔融法難以制得的一些陶瓷纖維。溶膠．凝膠工藝的這些優(yōu)點(diǎn)決定了其廣闊的應(yīng)用前景。本文選擇了溶膠．凝膠工藝來制備鈦酸鉛系陶瓷纖維。 本文的主要研究內(nèi)容包括： 1．穩(wěn)定溶膠的制備為了制備出性能優(yōu)良的鈦酸鉛系陶瓷纖維，合成透明穩(wěn)定的溶膠是非常重要的一步。本文在參閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分別考察了不同溶劑、催化劑、加水量、鉛

3、過量程度、螯合劑以及溶膠的濃度不同時(shí)對溶膠的穩(wěn)定性、微觀結(jié)構(gòu)及纖維表面形貌的影響。通過FT-IR、TGA-DTA、XRD、SEM等表征手段，我們找到了合成穩(wěn)定溶膠及具有優(yōu)良表面形貌的最佳條件。 2．鈦酸鉛系陶瓷纖維的制備與表征鈣鈦礦型鈦酸鉛是一種優(yōu)異的鐵電材料。根據(jù)選擇出的最佳制備工藝，我們制得了鈦酸鉛凝膠纖維，并通過FT-IR、TGA-DTA、XRD、SEM等表征手段，考察了退火溫度、退火時(shí)間、升溫速率等條件對纖維微觀結(jié)構(gòu)和表

4、面形貌的影響，確定了凝膠纖維的熱處理工藝，從而制得了表面光滑、致密的鈦酸鉛陶瓷纖維。 3．堿土摻雜鈦酸鉛系陶瓷纖維的制備與表征采用溶膠-凝膠法制備出系列堿土金屬(Ca、Sr、Mg)摻雜的鈦酸鉛陶瓷纖維，借助XRD、SEM等手段討論了：(1)堿土金屬摻雜對鈦酸鉛纖維的微觀結(jié)構(gòu)、晶胞參數(shù)、晶粒尺寸及表面形貌的影響；(2)不同堿土金屬摻雜量對鈦酸鉛纖維的影響；(3)相同摻雜量時(shí)不同退火溫度、退火時(shí)間、升溫速率對鈦酸鉛纖維的微觀結(jié)構(gòu)及表