一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种高温高强柔性氧化锆‑氧化硅纤维膜及其制备方法与应用，该方法将聚乙酰丙酮合锆作为锆源，硅烷偶联剂作为硅源，聚氧化乙烯作为纺丝助剂，配制锆‑硅聚合物前驱体纺丝液，通过静电纺丝获得前驱体纤维膜，经过热处理获得高温高强柔性氧化锆‑氧化硅纤维膜。本发明专利技术制备的ZrO

A high temperature and high strength flexible zirconia silica fiber membrane and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜及其制备方法与应用
本专利技术涉及一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜及其制备方法，特别是一种具有线性可纺结构的金属有机聚合物作为前驱体的高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜及其制备方法，属于无机非金属陶瓷纤维材料领域。
技术介绍
氧化锆由于具有极高的熔点(2710℃)、低的导热系数、优异的化学稳定性和机械性能，在诸多应用中表现出了不可替代性。氧化锆耐火纤维材料不仅具有氧化锆本身所具有的优良物理化学性能，还具有长径比大、柔韧性好和力学强度高等优异特性，在航空航天及国防尖端领域，建筑热防护及民用工业领域有着重要作用。氧化锆纤维为多晶颗粒组成，在高温下组成纤维的晶粒迅速长大，导致纤维的柔性丧失、强度下降，严重影响了其高温使用性能。因此，如何使氧化锆纤维在高温条件下保持高强度并兼具柔性是其在应用上面临的极具挑战性难题。中国专利文件CN109576820A公开了一种高强高韧氧化锆纳米纤维的制备方法，然而这种方法的热处理温度为700℃，热处理温度较低，并不能保证其在1300℃的高温下仍然具有高强度和高柔性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜，其特征在于，该纤维膜的化学组成包括氧化锆和无定型氧化硅，所述氧化锆嵌入无定形氧化硅矩阵中，形成的Zr/Si非晶界面。/n

【技术特征摘要】
1.一种高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜，其特征在于，该纤维膜的化学组成包括氧化锆和无定型氧化硅，所述氧化锆嵌入无定形氧化硅矩阵中，形成的Zr/Si非晶界面。


2.根据权利要求1所述的高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜，其特征在于，所述的氧化锆-氧化硅纤维膜中含有ZrO2-SiO2纳米纤维晶粒，晶粒平均晶粒尺寸为1-50nm。


3.根据权利要求1所述的高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜，其特征在于，所述的氧化锆-氧化硅纤维膜的机械强度为1-7MPa。


4.权利要求1所述的高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜的制备方法，包括步骤如下：
(1)将锆源溶解在溶剂中，加入或不加入稳定剂，加入纺丝助剂、水和硅源，搅拌老化，得纺丝液；
(2)将纺丝液进行静电纺丝，得到前驱体纤维膜；
(3)将前驱体纤维膜进行热处理，即得到高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜。


5.根据权利要求4所述的高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的锆源为聚乙酰丙酮合锆(PAZ)，所述的稳定剂为硝酸钇；
优选的，所述的溶剂为无水甲醇、无水乙醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上混合；
优选的，所述的硅源为正硅酸甲酯或硅烷，进一步优选的，所述的硅烷为甲基三甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷或γ-氯丙基三乙氧基硅烷；
优选的，所述的纺丝助剂为聚氧化乙烯。


6.根据权利要求4所述的高温高强柔性氧化锆-氧化硅纤维膜的制备方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱陆益，彭影，谢永帅，王新强，张光辉，许东，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37