莫来石晶须的合成及其生长机理研究

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当前人类已经从合成材料的时代进入复合材料的时代。许多科学家认为,未来的金属基复合材料将在很大程度上集中于非连续增强材料方面(包括晶须、颗粒及片状增强体)的研究与应用。晶须作为三大材料补强增韧材料已被人们所公认,因此,晶须的合成和应用研究必将成为材料科学研究的热点之一。许多无机晶须材料增韧补强的金属基、陶瓷基复合材料已应用到机械、电子、化工、国防、能源、环保等领域。莫来石晶须具有耐高温、抗氧化、热膨胀系数较小、高温强度较大、抗热震性能较好等优异性能,是一种优异的陶瓷基复合材料用补强剂,其开发应用必将促进陶瓷基复合材料的研究和发展。 本文系统地研究了莫来石晶须的制备工艺、生长机理和工业化生产可能性。采用溶胶-凝胶工艺,以异丙醇铝和正硅酸乙酯制备莫来石前驱体,通过加入催化剂氟化铝并在高温下烧成,制备出具有一定长径比且纯净的莫来石晶须,研究了影响莫来石晶须生长的工艺参数。以工业纯的硅溶胶、铝溶胶和氟化铝为原料,成功地合成了高长径比的莫来石晶须,为工业化生产莫来石晶须奠定了基础。 用SEM,XRD等测试技术对莫来石晶须的形貌和相组成进行了分析,探讨了莫来石晶须的生长机理,获得的结论如下: 1、选用异丙醇铝水解所得铝溶胶和预水解的正硅酸乙脂所得硅溶胶作为原料可通过溶胶凝胶法制备莫来石晶须。
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