[发明专利]一种柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维，其特征在于，组成陶瓷纤维的钇稳定氧化锆颗粒粒径为10-500nm，陶瓷纤维直径0.5-3μm，所述陶瓷纤维中氧化锆(ZrO₂)与氧化钇(Y₂O₃)的摩尔比为1∶(0.03-0.08)。

2.如权利要求1所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维，其特征在于，所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维中还有含铝、硅或铁添加剂的一种或者两种，氧化锆与添加剂的摩尔比为1∶(0.01-0.10)。

3.如权利要求1或2所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维，其特征在于，所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维为四方相结构。

4.如权利要求1～3任一项所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)氧化锆含量10-23wt％的醋酸锆溶液中加入醋酸锆质量的1-8wt％的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，搅拌至完全溶解，氧化锆(ZrO₂)与氧化钇(Y₂O₃)摩尔比为1∶(0.03-0.08)加入硝酸钇(Y(NO₃)₃·6H₂O)，搅拌20-30mins，再按照氧化锆与添加剂摩尔比为1∶(0.01-0.10)加入添加剂，所述添加剂为含铝、硅或铁的无机盐或有机醇盐的一种或者两种，搅拌至溶液澄清，得溶胶纺丝液；

(2)将步骤(2)制得的溶胶纺丝液加入到带不锈钢针头的玻璃注射器中，静电纺丝，制得氧化锆凝胶纤维；静电纺丝的工艺条件是：溶胶纺丝液的喷出速度为0.1-4mL/h，外加静电场强度为15-30kV，纺丝接收距离为15-30cm，纺丝温度控制在15-35℃范围；

(3)将步骤(2)制得的氧化锆凝胶纤维在50-100℃干燥12-24h，再置于高温炉中煅烧，以0.5-2℃/min的速度升至400-800℃，并保温60-120mins，再以5-10℃/mins的速度升至1000-1400℃，并保温30-60mins，制得钇稳定氧化锆陶瓷纤维。

5.如权利要求4所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，醋酸锆溶液含量以氧化锆质量计为22-23％，pH值为3-4，密度1.31-1.33，纯度＞99％。

6.如权利要求4所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，按照氧化锆与氧化钇摩尔比为1∶(0.03-0.05)加入硝酸钇。

7.如权利要求4所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚乙烯吡咯烷酮加入量为醋酸锆质量的1-3wt％。

8.如权利要求4所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的添加剂选自硝酸铁(Fe(NO₃)₃·9H₂O)、硫酸钛(Ti(SO₄)₂)、正硅酸乙酯(TEOS)或酸性硅溶胶的一种或者两种，优选氧化锆与添加剂的摩尔比为1∶(0.02-0.06)。

9.如权利要求4所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中静电纺丝的工艺条件是：电压为20-25kV，纺丝接收距离为20-25cm，溶胶纺丝液的喷出速度为1.5-2mL/h。

10.如权利要求4所述柔性钇稳定氧化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，步骤(3)的煅烧，先以1℃/min的升温速度升至800℃，保温120mins，再以5℃/min升至1400℃，保温30mins。