[发明专利]一种碳化锆陶瓷纤维及其制备方法

权利要求书

1.一种碳化锆陶瓷纤维的制备方法，其特征在于，包括：

将水溶性锆源和碳源溶于水中，得到碳化锆前驱体溶液；

将纺丝助剂加入所得碳化锆前驱体溶液中，再经浓缩、脱泡后，得到碳化锆陶瓷纤维原丝纺丝液；

采用离心纺丝将所得碳化锆陶瓷纤维原丝纺丝液在30～70℃下制成碳化锆陶瓷纤维原丝，所述离心纺丝的转速为1000～20000 r/分钟；

将所得碳化锆陶瓷纤维原丝进行热处理，得到所述碳化锆陶瓷纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性锆源为ZrCl₄、ZrOCl₂、Zr(CH₃COO)₄、ZrO(CH₃COO)₂、Zr(NO₃)₄、ZrO(NO₃)₂及其水合物中的至少一种。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳源为酚醛树脂、柠檬酸、葡萄糖、蔗糖、甘油和丙酮酸中的至少一种，所述水溶性锆源中Zr和碳源中C的摩尔比为1：（0.9～1.1）。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳化锆前驱体溶液中水溶性锆源的浓度为1～5mol/L。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝助剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮和羟丙基纤维素中的至少一种。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝助剂与水的比为（0.5～3）g：10mL。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳化锆陶瓷纤维原丝纺丝液的粘度为0.05～50 pa·s。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的温度为1400～2000℃，时间为0.5～3小时。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的升温速率为0.5～10 ℃/分钟。

10.一种根据权利要求1-9中任一项所述的方法制备的碳化锆陶瓷纤维，其中Zr元素与C元素的摩尔比为1：（0.9～1.1），O元素的含量低于1wt%，所述碳化锆陶瓷纤维中ZrC晶粒粒径为50～500nm，纤维直径为0.1～100微米。