一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法(發(fā)明)要點(diǎn)

1、申請(qǐng)人信息申請(qǐng)人：發(fā)明人及第一發(fā)明人身份證號(hào):附圖坐標(biāo)改成中文說明說明書摘要本發(fā)明公開了一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁纖維的方法，將鋁鹽溶于50琳積分?jǐn)?shù)酒精配成溶液，溶液中也可以加入一定量的氧氯化皓增韌，將牛角 瓜纖維浸入該溶液中浸泡，取出烘干后在有氧氣氛中燒結(jié)，從而獲得中空氧化鋁 纖維。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、實(shí)用，制備的纖維密度低，中空度高，保溫性能 良好，主要運(yùn)用于耐火材料領(lǐng)域，在傳熱過程中，空氣的流動(dòng)比在實(shí)心纖維中更 困難，借助空氣本身極低的導(dǎo)熱系數(shù)，能夠大大降低材料的導(dǎo)熱系數(shù)提高材料隔 熱性能呢。權(quán)利要求書1、一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法，其特征在于該方 法步驟如下

2、：步驟1,配制鋁鹽的50琳積分?jǐn)?shù)酒精溶液，其中，鋁鹽與 50琳積分?jǐn)?shù)酒 精的質(zhì)量比為115: 100;步驟2,將牛角瓜纖維浸入鋁鹽的50琳積分?jǐn)?shù)酒精溶液中，浸泡1min以上 后擠干，取出烘干；（該步驟不需要真空吧？不需要）步驟3,將步驟2得到的牛角瓜纖維在有氧氣氛中以110c/min的升溫速 率燒結(jié)至6001800c,保溫，制得中空氧化鋁隔熱纖維。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：在步驟1中加入氧氯化結(jié)作為增韌劑，以鋁鹽和氧氯化結(jié)為原料， 其中氧氯化結(jié)分解后產(chǎn)生的氧化培起到纖維增韌作用，將其混合，再將混合物溶 于50琳積分?jǐn)?shù)酒精配成溶液；氧氯化結(jié)

3、與鋁鹽的質(zhì)量比為610: 100 （原來的具體數(shù)值范圍太?。?。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：氧氯化結(jié)與鋁鹽的質(zhì)量比為 8.23:100。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：所述步驟1中鋁鹽與50琳積分?jǐn)?shù)酒精質(zhì)量比為510%。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：在步驟1中，所述的鋁鹽為氯化鋁、硝酸鋁中的一種或兩種。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：所述步驟2中的牛角瓜纖維浸泡時(shí)間為10min。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述

4、利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：所述步驟3中所述的有氧氣氛為空氣或純氧氣氣氛。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法， 其特征在于：在步驟3中，所述的升溫速率為3c/min ;所述的燒2溫度為1000c； 所述的保溫時(shí)間為1h。說明 書一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法技術(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 鋁隔熱纖維的方法。背景技術(shù)氧化鋁纖維除具有一般陶瓷纖維的高強(qiáng)度、高模量、熱導(dǎo)率小、熱膨脹系數(shù)低、抗化學(xué)侵蝕能力、超常的耐熱性、耐高溫氧化性等優(yōu)點(diǎn)外，還具有原料成本 較低、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，

5、具有較高的性價(jià)比和商業(yè)價(jià)值，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、 軍事、民用復(fù)合材料領(lǐng)域?？刂蒲趸X纖維生產(chǎn)的不同工藝過程，可得到不同性質(zhì)和適用于不同應(yīng)用的高性能纖維產(chǎn)品。(汪家銘，孔亞琴.氧化鋁纖維發(fā)展現(xiàn)狀 及應(yīng)用前景.高科技纖維與應(yīng)用m, 2011, 35 (3): 49-54)同時(shí)，由于氧化培 會(huì)發(fā)生馬氏體相變，在其中摻雜氧化培可以對(duì)氧化鋁纖維起到一定的增韌作用。(閆洪，竇明民，李和平.二氧化結(jié)陶瓷的相變?cè)鲰g機(jī)理和應(yīng)用.陶瓷學(xué)報(bào)m 2000,1 (1) : 46 - 50)目前使用的氧化鋁纖維大都為實(shí)心纖維，例如用新型溶液噴射法制備的氧化鋁纖維，實(shí)心的構(gòu)造不利于阻礙熱的傳導(dǎo)，從而影響纖維的 隔熱性能。(李磊

6、，康衛(wèi)民，程博聞，趙義俠，莊旭品.新型溶液噴射法制備氧化 鋁纖維及性能研究.功能材料m 2014(13)用溶膠凝膠法制備的氧化鋁同樣是 實(shí)心的纖維，纖維堆積后的確會(huì)有較為優(yōu)秀的隔熱性能，但是相對(duì)而言實(shí)心的構(gòu) 造不利于隔熱性能的提高。(李萌，王軍，簡(jiǎn)科.溶膠凝膠法制備氧化鋁纖維的 研究(英文)j.稀有金屬材料與工程，2012(s3) )0牛角瓜纖維為中空管狀結(jié) 構(gòu)，牛角瓜纖維長(zhǎng)度20mm40 5mm平均長(zhǎng)度34. 175mm標(biāo)準(zhǔn)偏差為4. 2493。 直徑約2028卜m,壁厚0. 61. 2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.末端開口。纖維截面為圓形或橢圓形的大

7、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.中國纖檢,2011(7):80-83.)發(fā)明內(nèi)容為了解決中空氧化鋁纖維不易制備的問題， 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鋁隔熱纖維的方法， 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鋁隔熱纖維的方法，其特征在于該方法步驟如下：步驟1,配制鋁鹽的50琳積分?jǐn)?shù)酒精溶液，其中，鋁鹽與 50琳積分?jǐn)?shù)酒 精的質(zhì)量比為115: 100;步驟2,將牛角瓜纖維浸入鋁鹽的50

8、琳積分?jǐn)?shù)酒精溶液中，浸泡1min以上 后擠干，取出烘干；步驟3,將步驟2得到的牛角瓜纖維在有氧氣氛中以110c/min的升溫速 率燒結(jié)至6001800c,保溫，制得中空氧化鋁隔熱纖維。進(jìn)一步，在步驟1中加入氧氯化結(jié)作為增韌劑，以鋁鹽和氧氯化結(jié)為原料， 其中氧氯化結(jié)分解后產(chǎn)生的氧化培起到纖維增韌作用，將其混合，再將混合物溶 于50琳積分?jǐn)?shù)酒精配成溶液；氧氯化結(jié)與鋁鹽的質(zhì)量比為 610: 100 （原來的 具體數(shù)值范圍太?。?。進(jìn)一步地，步驟1中所述的鋁鹽為氯化鋁、硝酸鋁等；配成的溶液中鋁鹽 與50琳積分?jǐn)?shù)酒精白質(zhì)量比優(yōu)選 510%;氧氯化結(jié)與鋁鹽的質(zhì)量比為 8.23 : 100。步驟2中所述的浸泡

9、時(shí)間優(yōu)選為10min；步驟3中所述的有氧氣氛為空氣、 純氧氣氣氛；升溫速率優(yōu)選3c/min；燒結(jié)溫度優(yōu)選1000c；所述的保溫時(shí)間為 010h,優(yōu)選為1h。本發(fā)明使用的牛角瓜纖維具有吸油拒水的特點(diǎn)，根據(jù)相似相容的原理需要使 用有機(jī)溶劑，所以本發(fā)明中使用酒精作溶劑以保證其浸漬效果。牛角瓜纖維經(jīng)混合溶液浸泡后，鋁鹽、增韌劑進(jìn)入到牛角瓜纖維管壁中。 在烘干并燒結(jié)的升溫過 程中，鋁鹽轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸X，含循化合物轉(zhuǎn)變成氧化結(jié)，存在于牛角瓜纖維管壁中。 較高溫度時(shí)，牛角瓜纖維分解燒蝕，留下氧化鋁，最終獲得中空的氧化鋁纖維。 增韌劑能夠一定程度上提高氧化鋁纖維的韌性。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、實(shí)用，制備的中空氧化鋁

10、隔熱纖維密度低，中空度 高，保溫性能良好。本發(fā)明有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比其顯著優(yōu)點(diǎn)是：本發(fā)明利用中空的牛角瓜纖維為載體， 將其浸漬于鋁鹽溶液獲得前驅(qū)體，高 溫煨燒后制得中空氧化鋁纖維。不同于其他方法，本發(fā)明所制備的氧化鋁隔熱纖 維呈中空狀，這樣的纖維堆積在一起，可以將空氣劃分為更細(xì)小的空間。 在傳熱 過程中，空氣的流動(dòng)比在實(shí)心纖維中更困難， 熱導(dǎo)率更低、有利于隔熱性能的提 高。附圖說明圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的氧化鋁x射線衍射圖譜。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中制得的中空氧化鋁纖維高倍率微觀結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2中制得的氧化鋁x射線衍射圖譜。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2中制得的中空氧化鋁纖維高倍率微觀

11、結(jié)構(gòu)圖圖6是本發(fā)明實(shí)施例2中制得的中空氧化鋁纖維低倍率微觀結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。一種利用牛角瓜纖維獲得中空氧化鋁隔熱纖維的方法，其步驟如下：(1)以氯化鋁、硝酸鋁等鋁鹽和增韌劑氧氯化結(jié)為原料，將其混合，氧氯 化結(jié)與鋁鹽的質(zhì)量比為8.23 : 100。再將混合溶質(zhì)溶于50琳積分?jǐn)?shù)酒精配成溶 液，鋁鹽與50琳積分?jǐn)?shù)酒精的質(zhì)量比為10: 100;(2)將牛角瓜纖維浸入上述溶液中，浸泡 10min,取出烘干；(3)將經(jīng)過前兩個(gè)步驟的牛角瓜纖維在空氣或純氧氣氣氛中以3c/min的升溫速率燒結(jié)至1000c,彳溫1h,制得中空氧化鋁隔熱纖維。實(shí)施例1取0.922g的氯化鋁

12、溶入50ml的50琳積分?jǐn)?shù)酒精中，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1% 的氯化鋁浸漬溶液。將牛角瓜纖維浸入上述溶液中，浸泡 1min后擠干，取出烘 干；將烘干后的牛角瓜纖維在空氣中以 1c/min的升溫速率升至600c,保溫0h 后，制得中空氧化鋁隔熱纖維。從圖1的x射線衍射圖譜可知該材料為丫 -al 203。 圖2所示為制得的氧化鋁纖維掃描電鏡高倍率照片，可見纖維呈中空狀。圖 3 所示為氧化鋁纖維掃描電鏡低倍率照片，可見纖維具有一定的連續(xù)性。實(shí)施例2取4.98 g的氧氯化結(jié)溶入50ml的50琳積分?jǐn)?shù)酒精中，加入0.41g氧氯化 皓作為增韌劑，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 5%勺氯化鋁浸漬溶液。將牛角瓜纖維浸入上述 溶液中，浸泡10min后擠干，取出烘干；將烘干后的牛角瓜纖維在空氣中以3c/min的升溫速率升至1000c ,保溫1h后，制得中空氧化結(jié)隔熱纖維。在1000c 說 明書下燒結(jié)，從圖4的x射線衍射圖譜可知該材料為丫 -al 203以及t-zro 2。圖5所示 為制得的氧化結(jié)纖維掃描電鏡高倍率照片， 可見纖維呈中空狀。圖6所示為氧化 結(jié)纖維掃描電鏡低倍率照片，可見纖維連續(xù)性較好。實(shí)施例3取18.66g的氯化鋁溶入50ml的50琳積分?jǐn)?shù)酒精中，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15% 的氯化結(jié)浸鋁漬溶液。將牛角瓜纖維浸入上述溶液中，浸泡10min后擠干，取出 烘干；將烘干后的牛角瓜纖維在空氣中以 1