利用電紡絲法製備輕質、低導熱陶瓷纖維材料

《利用電紡絲法製備輕質、低導熱陶瓷纖維材料》是依託清華大學，由潘偉擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：利用電紡絲法製備輕質、低導熱陶瓷纖維材料
• 依託單位：清華大學
• 項目負責人：潘偉
• 項目類別：專項基金項目

項目摘要

本項目研究一種新型的利用電紡絲技術合成製備可套用於航空航天領域的低導熱、輕質、耐高溫陶瓷纖維材料的工藝。旨在研究一種在利用高壓電場快速製備高性能的陶瓷纖維的工藝和原理。材料選用一系列稀土鋯酸鹽無機化合物，通過溶膠凝膠技術製備纖維前驅體，在高壓電場作用下獲得直徑為納米或亞微米的陶瓷纖維。本項目研究該工藝條件下合成的陶瓷纖維的結構、力學、熱學和耐高溫性能。該項研究具有獨創性，對於我國航空航天事業和材料科學研究都有深遠意義。

結題摘要

電紡絲方法是近年來國際上報導的一種新型的納米或微米纖維材料的製備工藝。它是將具有一定粘度的液體在高壓電場（10～20KV）作用下噴射成為納米或微米狀的纖維。將纖維乾燥和熱處理後製成具有一定強度和韌性的纖維材料。目前該技術多用於製備一些有機高分子纖維，但也有一些無機陶瓷纖維的研究報導。可以獲得性質優良、超細的納米微米級的有機和無機纖維材料。本課題組在近幾年進行了一些利用電紡絲的方法製備納米和亞微米陶瓷纖維的研究。成功的製備了中空YSZ、YSZ、LOM、ITO，SnO2，Gd2Zr2O7、ZnO等亞微米纖維，尺寸在數百納米範圍。性也成功地合成了鈦酸鋇等陶瓷纖維。目前正在利用電紡絲技術合成低導熱、耐高溫的稀土鋯酸鹽纖維的研究。發現了一種利用納米非晶氧化鋁塗層的方法可以有效提高氧化物納米纖維的高溫熱穩定，可以使得氧化物納米纖維的晶粒生長起始溫度提高300-400度，Sc摻雜氧化鋯（ScSZ）在1000度時80小時保溫下晶粒沒有明顯長大，為納米纖維的高溫套用提供了有力的支持，還發現納米纖維的晶粒生長起始於表面，如果降低納米纖維的表面自由能增加原子遷移勢壘可以有效抑制晶粒的高溫生長。