氧化铝连续纤维用前驱体溶胶的制备和可纺性研究

以铝(Al)粉和六水合氯化铝(AlCl_(3)·6H_(2)O)为Al源、中性硅溶胶(SiO_(2))为Si源,通过溶胶-凝胶法制备Al溶胶,再经浓缩、老化制得可纺性前驱体Al溶胶,研究物料配比、反应时间、浓缩温度及时间对制备Al溶胶的影响,以及浓缩、老化和稀盐酸(HCl)加入量对前驱体Al溶胶可纺性的影响,并测试了可纺性前驱体Al溶胶的流变性能。结果表明:在80℃水浴、电动搅拌转速为1000 r/min的条件下合成固含量为20%的Al溶胶,较佳的物料配比为Al粉/AlCl_(3)·6H_(2)O质量比11,较佳的反应时间为3 h;将固含量为20%、动力黏度(μ)为20 mPa·s的Al溶胶在80℃下浓缩5.0 h,再在28℃下老化40 h,可得到μ约60000 mPa·s且具有良好可纺性的前驱体Al溶胶;在可纺性前驱体Al溶胶的制备中添加稀HCl可有效抑制溶胶凝胶化,25 g Al溶胶中加入稀HCl 1.5 g较为合适;可纺性前驱体Al溶胶表现为切力变稀的假塑性流体,在温度为25~35℃、剪切速率为0~1000 s^(-1)时,溶胶的μ为50000~70000 mPa·s,具有良好的可纺性。

溶胶-凝胶法制备氧化铝长丝的研究进展

综述了溶胶-凝胶法制备氧化铝长丝过程中溶胶制备、纤维成形和高温处理3个阶段的技术研究进展。溶胶制备阶段,原料主要包括无机铝盐和有机醇铝盐,研究主要集中在铝溶胶的物料配比、投料方式、反应温度、反应时间和pH值等因素对制备氧化铝长丝的影响,缺乏胶体本身的理论研究,尤其是胶体性质与纤维形貌和性能关系的研究;纤维成形阶段,主要运用干法纺丝技术,纺丝方法较为单一;高温处理阶段,研究主要集中在抑制晶粒生长,控制晶粒尺寸,提高纤维致密度等方面。指出应加强溶胶制备、纤维成形、高温处理3个阶段对纤维结构和性能的影响,以及各阶段的关联性、影响因素和作用机理的研究。

陶瓷纤维制备技术的研究进展

综述了石英纤维、碳化硅纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等不同种类陶瓷纤维的制备技术研究现状和技术难点。石英纤维主要采用溶胶-凝胶法制备,需要纤维表面引入氮化硼涂层改善其界面析晶行为;碳化硅纤维主要采用前驱体转化法和活性炭转化法制备,需进行表面涂层增强其性能;氮化硅纤维主要采用溶胶-凝胶法和碳热还原氮化法制备;氮化硼纤维主要采用无机转化法和有机前驱体法制备;溶胶-凝胶法是氧化铝、莫来石和硅酸铝纤维的主要制备方法。未来国内陶瓷纤维研究应进一步提高纤维性能、开发新品种、提高制备技术水平、加强应用研究和拓展应用领域。

改性铁氧体复合吸波材料研究进展

介绍了无机物、有机物、稀土材料改性铁氧体复合吸波材料的研究现状及优缺点,并指出了今后的研究方向。无机物改性以碳系材料改性为主,其次是无机氧化物,通过引入无机物调节材料的介电损耗和磁损耗,从而调整其电磁参数,提高其吸波性能,但因有些无机物可能具有毒性而使材料存在环境风险。有机物改性以导电聚合物改性为主,将导电聚合物与铁氧体结合,通过调节材料的电磁特性来优化其吸波性能,但有机物改性铁氧体的热稳定性及耐候性较差。稀土材料改性铁氧体主要通过掺杂稀土元素的方式调节铁氧体的电磁参数,以提高材料的宽频特性和吸收效率,但成本高、稀土资源有限且对环境有一定的影响。改性铁氧体复合吸波材料今后的研究方向是优化改性工艺、通过调节电磁参数以提高吸收损耗能力、拓展应用领域、克服吸波材料的限制。

钡铁氧体粉体的制备及其涂层织物的吸波性能研究

采用微波水热法合成钡铁氧体(BaFe_(12)O_(19))磁性粉体,采用机械混合法将BaFe_(12)O_(19)和聚偏氟乙烯(PVDF)粉体混合,以水性聚氨酯作为黏结剂,通过流延法制备BaFe_(12)O_(19)/PVDF复合吸波剂,将复合吸波剂涂覆在锦纶织物上制备吸波织物;研究了BaFe_(12)O_(19)粉体的晶体结构、化学结构、磁性能,以及吸波织物的力学性能、疏水性能、吸波性能。结果表明:合成的BaFe_(12)O_(19)粉体的相组成和晶体结构与已知的标准BaFe_(12)O_(19)相一致,具有较高的纯度,且具有良好的磁性能;随着涂层厚度的增加,吸波织物的断裂强力和断裂伸长率均呈现上升趋势,涂层厚度为3.5 mm时吸波织物的力学性能最好,断裂强力为1734.32 N,断裂伸长率为57.36%;随着PVDF加入量的增加,吸波织物的水接触角有所增大,但均小于90°;PVDF的加入有效提高了吸波织物的吸波性能,在BaFe_(12)O_(19)/PVDF质量比为1.00.6、涂层厚度为2.5 mm时,吸波织物的有效吸收带宽最宽,达2.48 GHz,吸波性能最好。

热电材料的研究历程及其在智能纺织品中的应用

综述了热电材料的研究历程,以及热电材料在智能纺织品中的应用,分析了热电材料未来的发展方向。热电材料的发展可分为三代:第一代主要是硒化物和碲化物基材料,具有高热电性能,但会对环境造成危害;第二代主要是基于氧化物或硅化物的陶瓷材料,具有较低的成本和良好的环境友好性,但热电转换效率和机械强度有待提高;第三代主要涉及聚3,4-乙烯二氧噻吩、碳纳米管和石墨烯等复合材料,具有质量轻、柔性好、高热电性能和多功能性等优点,但制备工艺复杂且成本较高,稳定性较差。热电材料在智能纺织品中的应用涉及热电效应原理的应用、有机和无机热电材料的应用、碳纳米管掺杂改性方法的改进。热电材料未来发展的研究方向重点在开发低成本、高效的制备工艺,优化材料成分和结构设计,提高材料的热电转换效率。

改性碳纳米管复合吸波材料研究进展

碳纳米管(CNT)作为单一吸波剂,吸波带宽窄,难以满足复杂电磁环境的需求;通过与其他吸波剂多元复合,提高CNT的相对磁导率,调节电磁参数,得到的碳纳米管复合材料表现出优异的吸波性能。介绍了稀土(RE)、磁性金属、铁氧体改性CNT的研究现状、吸波机理,并指出了今后发展的方向。RE改性如掺杂或取代等主要是通过调节CNT的电磁参数以改善吸波性能;磁性金属改性是通过磁性金属单质(铁、钴、镍等)与其他元素(氮、硼、锡、硅等)共掺杂及控制复合材料的形态结构,从而调节电磁参数,优化吸波性能;铁氧体改性,通过金属元素(如铁,锌,钴,镍等)和氧元素的组合形成各种类型的铁氧体,从而调节电磁参数,优化阻抗匹配,改善吸波性能。功能用途多元化、多频兼容化、环境耐受化是今后改性CNT复合吸波材料的研究方向发展。