[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋯纖維的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710031435.6
• 申請(qǐng)日: 2017-01-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106801268B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天馳;余沁堃;張梓豪;孔見(jiàn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): D01F9/08
• 分類(lèi)號(hào): D01F9/08;D01F1/10;C04B35/622
• 代理公司: 南京匯盛專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32238
• 代理人: 陳揚(yáng)

本發(fā)明公開(kāi)了一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋯纖維的方法，以鋯鹽和釔穩(wěn)定劑為原料，將其按比例混合后溶于50%體積分?jǐn)?shù)酒精配成溶液；將牛角瓜纖維浸入該溶液中浸泡一定時(shí)間后擠干；取出烘干后在有氧氣氛中燒結(jié)，從而獲得中空氧化鋯纖維。本發(fā)明所制得的氧化鋯纖維不同于傳統(tǒng)方法制備的實(shí)心纖維，該纖維呈空心管狀結(jié)構(gòu)，當(dāng)纖維壓制成纖維板堆積在一起，可以將空氣劃分為更細(xì)小的空間，在傳熱過(guò)程中，空氣的流動(dòng)比在實(shí)心纖維中更困難，利用空氣本身極低的導(dǎo)熱系數(shù)使得材料隔熱性能大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐火隔熱材料領(lǐng)域，具體涉及一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋯纖維的方法。

背景技術(shù)

工業(yè)生產(chǎn)中，隔熱部件大量使用了纖維狀的氧化鋯，二氧化鋯（ZrO₂）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，優(yōu)良的高溫導(dǎo)電性及較高的高溫強(qiáng)度和韌性，良好的抗腐蝕性和穩(wěn)定性，是目前發(fā)展迅速的特種陶瓷的重要原料，可用于生產(chǎn)高溫結(jié)構(gòu)陶瓷、生物陶瓷和電子陶瓷等。二氧化鋯還具有馬氏體相變的特性，這是二氧化鋯被用來(lái)提高陶瓷材料的韌性和耐火材料熱震穩(wěn)定性的重要依據(jù)。（尹衍升，李嘉. 氧化鋯陶瓷及其復(fù)合材料[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003：1-10）氧化釔穩(wěn)定氧化鋯（YSZ）陶瓷具有高的機(jī)械強(qiáng)度、良好的高溫?zé)岱€(wěn)定性和耐化學(xué)腐蝕性能等。作為爐襯材料，大大節(jié)省了熱工窯爐中由于爐襯材料所造成的能源消耗，在節(jié)能方面為熱工窯爐上了新的臺(tái)階。（胡利明，陳琳，高杰等. 隔熱陶瓷纖維及制品[J]，現(xiàn)在技術(shù)陶瓷，2002(1)：24-26. ）氧化鋯纖維具有優(yōu)異的隔熱性能，同時(shí)能在高溫下連續(xù)工作，因此在隔熱耐火材料中占有極其重要的地位。它在航空器、航天器絕熱部件，電池隔膜，各種加熱爐、等靜壓爐、保溫均熱爐、寶石爐爐襯，原子能反應(yīng)堆隔熱部件等得到廣泛的應(yīng)用。目前方法制備的氧化鋯纖維大都為實(shí)心纖維（許東, 劉和義, 侯憲欽,等.有機(jī)聚鋯前驅(qū)體紡絲液甩絲法制備氧化鋯纖維棉: CN, CN1584155[P]. 2005.）。這些纖維堆積在一起雖然具有較好的保溫性能，但其實(shí)心構(gòu)造卻不利于鎖定空氣和獲得更優(yōu)異的隔熱性能。部分纖維雖然為空心纖維，但是直徑較大，難以用于隔熱材料領(lǐng)域（Zhen S,Sun W, Tang G, et al. Fabrication and evaluation of NiO / Y2O3-stabilized-ZrO2 hollow fibers for anode-supported micro-tubular solid oxide fuel cells[J].Ceramics International, 2016, 42(7):8559-8564.）。牛角瓜纖維為中空管狀結(jié)構(gòu)，牛角瓜纖維長(zhǎng)度20mm~40．5mm，平均長(zhǎng)度34．175mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差為4．2493。直徑約20~28μm，壁厚0．6~1．2μm。縱向外觀呈圓柱形．表面光滑，不顯轉(zhuǎn)曲；梢端較細(xì)，頂端封閉．中段較粗．末端開(kāi)口。纖維截面為圓形或橢圓形的大中空管壁．中空度高達(dá)80％-90％。（費(fèi)魏鶴,胡惠民,李璇,等.牛角瓜纖維的結(jié)構(gòu)與性能研究[J].中國(guó)纖檢,2011(7):80-83.）。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決中空氧化鋯纖維不易制備的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋯纖維的方法，相對(duì)于傳統(tǒng)方法而言，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、實(shí)用，制備的纖維具有密度低，中空度高，保溫性能良好等特點(diǎn)。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋯纖維的方法，其特征在于該方法步驟如下：

步驟1、以鋯鹽和硝酸釔為原料，其中硝酸釔是穩(wěn)定劑，將其混合，再將混合物溶于50%體積分?jǐn)?shù)酒精配成溶液；硝酸釔與鋯鹽的質(zhì)量比為2~18:100，鋯鹽與50%體積分?jǐn)?shù)酒精質(zhì)量比為1～15％；

步驟2、將牛角瓜纖維浸入步驟1中的溶液中，充分浸漬后擠干，取出后烘干；

步驟3、將經(jīng)過(guò)步驟2的牛角瓜纖維在有氧氣氛中升溫?zé)Y(jié)，制得中空氧化鋯纖維。