加张烧结下连续氧化铝纤维的组织结构演变规律

采用溶胶凝胶干法纺丝-高温烧结的方法制备连续氧化铝纤维,在对前驱体纤维进行预烧结和高温烧结时,利用自行设计搭建的加张烧结装置对纤维施加轴向张力,通过对氧化铝纤维的形貌、成分及组织结构进行表征,并与自由烧结(不加张力)的纤维进行对比,研究张力对烧结过程中氧化铝纤维的热分解、相变、组织结构演变以及性能的影响。结果表明:施加张力可显著提高预烧结纤维和烧结纤维的平直度,促进前驱体纤维中残留物质的分解和脱除;加张烧结可抑制纤维的轴向收缩,加大径向收缩,并促进γ-AlO向α-AlO转变;加张烧结还能改善纤维的晶粒形貌与孔洞分布,促进晶粒生长与晶间孔洞的收缩脱除,促进纤维致密化。相对于自由烧结,施加0.9 MPa轴向张力使得1500℃烧结3 min的氧化铝纤维平均抗拉强度从0.35 GPa提高到1.16 GPa,提高231%。