[发明专利]溶胶凝胶法制备氧化铝基连续纤维的工艺

摘要

本发明公开了一种溶胶凝胶法制备氧化铝基连续纤维的工艺，在蒸馏水中加入硝酸铝和一种或多种含碳原子数为2-24的羧酸。混合物在一定温度、连续搅拌条件下反应，得到透明的羧酸铝凝胶。在羧酸铝凝胶中加入一定量的溶剂后，再加入一定量含硅的添加剂和高聚物纺丝助剂，得到氧化铝基纤维前驱体溶液。将溶液浓缩，得到可纺的氧化铝基纤维前驱体溶胶。浓缩的溶胶放入到带喷头的储液槽中，采用干法或湿法纺丝得到含有有机物的氧化铝基连续纤维原丝。将原丝干燥、烧结得到氧化铝基纤维。采用本发明获得的氧化铝基连续纤维可用于复合材料中的增强体，进而提高材料强度与韧性的同时改善材料的耐热性能，在航空航天、汽车等领域得到广泛的应用。

主权项

一种溶胶凝胶法制备氧化铝基连续纤维的工艺，其特征在于，包括下述步骤：(1)羧酸铝溶胶的制备：在蒸馏水中加入有机酸和硝酸铝。硝酸铝与有机酸的摩尔比为1∶0.5-5，硝酸铝与水的摩尔比为1∶10-30；将混合物溶液在40-100℃、连续搅拌条件下，反应4-36小时制备出羧酸铝溶胶；所述有机酸为含碳原子数为2-24的羧酸；(2)前驱体溶胶的制备：在步骤(1)得到的羧酸铝溶胶中溶剂和含硅添加剂，使溶液中Al2O3、SiO2摩尔比为1∶0-2，溶液中Al2O3+SiO2、溶剂摩尔比值为10-30，再加入硝酸铝质量的0-5％高分子聚合物纺丝助剂，混合均匀得前驱体溶胶；其中溶剂为水、酒精、丙酮中的一种或多种，含硅添加剂为正硅酸乙酯、硅溶胶、水溶性硅油、硅烷中的一种；(3)将步骤(2)所得前驱体溶胶在40-100℃条件下浓缩；(4)将步骤(3)浓缩得到的溶胶放入带喷头的储液槽中，采用干法或湿法纺丝得到含有有机物的氧化铝基连续纤维原丝；(5)将步骤(4)得到的纤维原丝干燥，然后加热至600℃脱去有机物，接着升温至1000-1400℃烧成，保温0.5-2h，最终获得多晶氧化铝基连续纤维。