[發(fā)明專利]一種提高氧化鋯纖維力學(xué)性能的拋光劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112411174B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王國輝;付繼偉;陳紅波;趙繼亮;劉金峰;林三春;楊若麗;葛欣;胡蘇珍
• 申請（專利權(quán)）人: 北京宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: D06M11/13
• 分類號: D06M11/13;D06M13/192;D06M13/144;D06M13/207;D06M13/188
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張麗娜

本發(fā)明涉及一種化學(xué)拋光劑，特別涉及一種提高氧化鋯纖維力學(xué)性能的拋光劑及其制備方法，是屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，也屬于熱防護(hù)材料領(lǐng)域。拋光劑處理掉氧化鋯纖維表面的微觀缺陷，進(jìn)而提高氧化鋯纖維的拉伸強(qiáng)度，本發(fā)明為其他提高氧化鋯纖維拉伸強(qiáng)度的開發(fā)提供了一種新的思路。力學(xué)性能的提高將顯著擴(kuò)大氧化鋯纖維的應(yīng)用范圍，特別是應(yīng)用在熱防護(hù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種化學(xué)拋光劑，特別涉及一種提高氧化鋯纖維力學(xué)性能的拋光劑及其制備方法，是屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，也屬于熱防護(hù)材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

氧化鋯纖維的耐火性能好(熔點2590℃)，熱導(dǎo)率低，化學(xué)穩(wěn)定性好，有較強(qiáng)的抗侵蝕性能，因此氧化鋯纖維是一種優(yōu)良的高溫隔熱材料，被廣泛應(yīng)用在航天航天、金屬冶煉、核工業(yè)、高溫精密工業(yè)中。氧化鋯纖維生產(chǎn)方法有兩種，即膠體法和先驅(qū)體法。生產(chǎn)氧化鋯纖維過程中，多晶排列時使得氧化鋯纖維表面出現(xiàn)大量的微觀缺陷，例如，凸起、凹槽、裂紋、縫隙等。這是因為由于氧化鋯纖維具有較低的韌性，對自身表面的微觀缺陷極端敏感。當(dāng)氧化鋯纖維受到外力作用時，缺陷尖端處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。導(dǎo)致氧化鋯纖維總是在較低的平均應(yīng)力水平、較低強(qiáng)度水平時發(fā)生破壞。

為了提高氧化鋯纖維的拉伸強(qiáng)度，通常采用拋光劑或者是上漿劑(在氧化鋯纖維表面做涂層)，氧化鋯是兩性氧化物——也就是說，理論上既溶于強(qiáng)酸，又溶于強(qiáng)堿。但實際情況要看反應(yīng)條件：氧化鋯是非常典型的原子晶體，Zr的親氧能力極強(qiáng)，也就是說，Zr-O化學(xué)鍵極其穩(wěn)定，很難破壞，也就是其硬度很高，化學(xué)惰性很強(qiáng)，非極端條件下難以起化學(xué)反應(yīng)。因為氧化鋯的性質(zhì)比較穩(wěn)定所以很難有合適的拋光劑。此外，難反應(yīng)主要是ZrO₂晶體本身穩(wěn)定性太高，其動力學(xué)活性太差，反應(yīng)速率太慢，但另一方面，ZrO₂親氧能力弱于其親氟能力，所以，可以采用氫氟酸作為表面拋光劑處理氧化鋯纖維。但是，過快的拋光能力使得氧化鋯被刻蝕出更多的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提高氧化鋯纖維的力學(xué)性能，特別是拉伸強(qiáng)度，發(fā)明一種拋光劑處理掉氧化鋯纖維表面的微觀缺陷，進(jìn)而提高氧化鋯纖維的拉伸強(qiáng)度，本發(fā)明為其他提高氧化鋯纖維拉伸強(qiáng)度的開發(fā)提供了一種新的思路。力學(xué)性能的提高將顯著擴(kuò)大氧化鋯纖維的應(yīng)用范圍，特別是應(yīng)用在熱防護(hù)領(lǐng)域。

本發(fā)明采用下述技術(shù)流程：

一種提高氧化鋯纖維力學(xué)性能的拋光劑，該拋光劑分為拋光劑A和拋光劑B，拋光劑A的原料包括質(zhì)量濃度40％的氫氟酸、質(zhì)量濃度10％的草酸、乙醇、乳酸和丙酸；

以該拋光劑A的原料的總質(zhì)量為100％計算，各組份的質(zhì)量百分含量為：

質(zhì)量濃度40％的氫氟酸的質(zhì)量百分含量為：2％-18％；

質(zhì)量濃度10％的草酸的質(zhì)量百分含量為：8％-30％；

乙醇的質(zhì)量百分含量為：2％-6％；

乳酸的質(zhì)量百分含量為：1％-8％；

丙酸的質(zhì)量百分含量為：5％-26％。

拋光劑B的原料包括質(zhì)量濃度40％的氫氟酸、質(zhì)量濃度10％的草酸、乙醇、乳酸和丙酸；

以該拋光劑B的原料的總質(zhì)量為100％計算，各組份的質(zhì)量百分含量為：

質(zhì)量濃度40％的氫氟酸的質(zhì)量百分含量為：1％-9％；

質(zhì)量濃度10％的草酸的質(zhì)量百分含量為：4％-15％；

乙醇的質(zhì)量百分含量為：1％-3％；

乳酸的質(zhì)量百分含量為：0.5％-4％；

丙酸的質(zhì)量百分含量為：2.5％-13％。

一種提高氧化鋯纖維力學(xué)性能的拋光劑的制備方法，步驟包括：