基于纤维素纤维/氧化锆纤维复合网络和纤维源助剂构建锂离子电池隔膜

将氧化锆纤维与纤维素纤维配抄成纸,利用纤维源助剂(源于针叶木浆)调控纤维网络的孔隙结构和强度,针对造纸法制备锂离子电池隔膜的可行性进行了初步探索。结果表明,与纯木浆纸相比,氧化锆纤维的加入能够提高复合纸的孔隙率与吸液率。当氧化锆纤维用量(相对于纸张定量)为40%时,与处理前相比,该复合纸的抗张指数增加50%左右,孔隙率降低10%左右,对电解液的吸液率无显著变化。由该复合纸所制备电池的电化学稳定窗口值约为4.3 V,隔膜离子电导率高达0.077 S/m,电池在循环50次后容量保持率在80%左右。

氧化锆纤维对氧化硅陶瓷型芯性能的影响

为提高硅基陶瓷型芯的综合性能,将不同含量的氧化锆短纤维添加至以锆英粉为矿化剂的型芯基体粉料中,通过热压注法制备氧化硅陶瓷型芯,研究型芯收缩率、显气孔率和力学性能的变化,并观察试样断面微观形貌。结果表明,当氧化锆纤维掺入量从0增加到5%,陶瓷型芯试样的室温和1550℃高温抗弯强度先上升后下降;当氧化锆纤维掺入量为1%时,室温和1550℃高温抗弯强度最好,分别为18.64MPa和28.06MPa,与未纤维强化的陶瓷型芯试样对比,分别提升15.84%和13.46%;氧化锆纤维掺入量为1%的陶瓷型芯试样的收缩率为0.89%,显气孔率为30.4%,高温变形量为0.71mm。分析认为,氧化锆纤维掺入量较高导致纤维的完整性被破坏且出现团聚现象、对基体起割裂作用是陶瓷型芯试样综合性能变差的主要原因。

氧化锆纤维-氧化铝气凝胶复合材料的制备及测试

气凝胶作为具有低密度、高孔隙率及大比表面积的纳米多孔材料,在隔热保温及高温防护等领域具有广泛的应用前景,而制备机械性能优异耐高温的整块气凝胶材料是一个巨大挑战和实现气凝胶规模化应用的关键。本文通过溶胶凝胶法结合二氧化碳超临界干燥合成了一种结构均匀且轻质耐高温的块体氧化铝气凝胶,研究结果表明所制备的氧化铝气凝胶具有良好的成型性以及高温隔能力,对氧化铝气凝胶化工合成和产业化应用具有重要的参考价值。

氧化锆纤维及其制品

氧化锆纤维是一种性能优良的特种无机纤维,耐高温、耐腐蚀、抗氧化,具有广泛的应用前景。本文介绍了氧化锆纤维的制备方法和前驱体法制备的氧化锆纤维的特殊性能,以及氧化锆纤维的相转变,最后介绍了氧化锆纤维制品的性能及用途并对其发展趋势进行了展望。

氧化锆纤维保温板的制备与表征

以氧化锆纤维、硅溶胶或锆溶胶、水为原料,制备氧化锆纤维保温板,通过对保温板的性能进行研究分析,从而确定各原料的最佳配比。结果表明:硅溶胶加入量为10%、锆溶胶加入量为15%时氧化锆纤维保温板的性能最好。

聚乙酰丙酮合锆甩丝法制备氧化锆纤维棉

采用氧氯化锆、乙酰丙酮等原料合成聚乙酰丙酮合锆纺丝液,经离心甩丝和水蒸汽气氛热处理,成功制备出长度1～10 cm、直径4～15μm、洁白柔韧的ZrO2纤维棉。通过FT-IR和1H-NMR测试,推测了聚乙酰丙酮合锆的链状分子结构。初步研究了高温煅烧后ZrO2纤维的微观结构变化情况,结果表明:直接经1650℃/24 h煅烧,纤维晶粒发生明显长大,同时纤维柔韧性也显著下降;而先经1900℃/10 min快速超高温烧结预处理,再经1650℃保温120 h煅烧,纤维晶粒未发生明显长大,纤维仍可保持较好的柔韧性,表明快速超高温烧结预处理是提高ZrO2纤维高温结构稳定性的有效手段。

氧化锆纤维布的研究

氧化锆纤维布是大容量碱性电池的理想隔膜材料。本文研究了氧化锆纤维布的制备工艺 ,原料纤维、浸渍工艺参数、热处理工艺等对氧化锆纤维布性能的影响。所研制的氧化锆纤维布在大容量镍氢电池中作为隔膜得到了应用 ,电性能及吸碱速率和吸碱量优于美国产品 。

高压Ni-H2电池用氧化锆纤维布性能研究

氢镍电池对其隔膜的强度、抗氧化能力、化学稳定性、尺寸稳定性、碱液保持能力具有很高的要求,氧化锆纤维布可以在多个方面满足其性能要求。各种理化性能指标可以作为隔膜性能的参考,而电池性能测试是最有效的考查隔膜性能的方法。本文对两种氧化锆纤维布与美国的ZYK-15H的理化性能和电性能测试结果进行了对比,三者性能差异不明显。

氧化锆纤维增强PMMA-PMA基复合材料的制备

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯酸甲酯(PMA)为基体,钇稳定氧化锆纤维为增强相,采用悬浮聚合的方法,制备了氧化锆纤维增强PMMA-PMA基义齿基托复合材料。重点研究了氧化锆纤维质量分数对复合材料性能的影响。采用万能材料试验机、扫描电子显微镜、红外光谱和XRD分析测试手段分别对材料的抗折强度和断面的微观形貌等进行了测试和表征。结果表明:随ZrO2纤维含量增加,PMMA-PMA/ZrO2基复合材料的抗折强度和弯曲模量都呈现先增加后下降的变化规律。

由二氯氧锆-醇-醋酸盐体系制备氧化锆纤维

本文用二氯氧锆醇溶液与醋酸盐相互作用制得醋酸氧锆的溶胶。将溶胶拉丝 ,烧结后即可得到ZrO2 纤维 ,通过XRD分析确定ZrO2 纤维的物相为亚稳态的四方相。对ZrO2 纤维的前驱体ZrO(AC) 2 进行热重 (TG)和差热 (DTA)分析 ,对ZrO2 纤维进行扫描电镜 (SEM)分析 ,并对纤维进行抗拉强度测试。在此基础上讨论了ZrO2

喷雾热分解法制备氧化锆纤维的过程研究

本文研究了喷雾热解法制备氧化锆纤维的过程．用醋酸氧锆为前驱体能够制备出直径1～2μm、长度1～5cm的氧化锆纤维．研究了前驱体溶液浓度、表面张力、粘度对产品形貌的影响．通过控制操作条件，可以得到实心或空心纤维．

微晶氧化锆纤维布的研究

叙述了大功率Ｎｉ－Ｈ２电池隔膜用氧化锆纤维布的研究，讨论了ＺｒＯ２纤维布各项性能与制备工艺的关系。所研制的氧化锆纤维布可用作碱性电池隔膜及高温隔热材料。

氧化锆纤维布强度的研究

氧化锆纤维布的强度受到多种因素的影响,当氧化锆纤维布的晶相为四方晶相时,其力学性能最佳;优化布的织物结构可以大幅度提高其强度;PSU和S-PSU对氧化锆纤维布起到增强的作用,PSU也导致其吸碱率和吸碱速率下降,而采用S-PSU代替PSU则对吸碱率和吸碱速率下降会有所改善;通过细化氧化锆晶粒尺寸、提高晶体的完整性、保留气孔结构等方法可以获得高强度的氧化锆纤维布。

X射线衍射法快速筛选含氧化锆纤维的耐火材料

采用X射线衍射法快速筛选出含氧化锆纤维的耐火材料,并用偏光显微镜对其进行确认。探讨了扫描速度、发射狭缝和衍射角对结果的影响,优化的试验条件为:扫描速率为2°·min^(-1),发射狭缝为2 mm时,衍射角为30°。方法能快速地用于含氧化锆纤维的耐火材料的定性分析。

氧化锆纤维增强超薄陶瓷板的制备及力学性能研究

建筑陶瓷薄板作为一种轻薄、低能耗的家装产品而逐渐成为市场的发展潮流,如何进一步对其实现减薄和增强也成为研究的热点。本文以建筑陶瓷高铝粉料为基体,设计二次球磨法并引入长径比为70~82的氧化锆纤维作为增强相,借助KH570表面改性剂改善纤维/基体(F/M)的界面结合,制备了氧化锆纤维增强超薄陶瓷板。研究表明,采用二次球磨工艺可以有效实现纤维在基体中的分散,当氧化锆纤维的掺杂量为3%(质量分数)时,超薄陶瓷板的弯曲强度可达到106.4 MPa,相较于空白样(96.8 MPa)提升了9.92%。在高温固相反应中,陶瓷熔融相的Na+、K+对氧化锆晶格的渗透作用会引起四方晶系氧化锆相向锆英石相的转变,四方晶系氧化锆相内部存在微裂纹拓展、颗粒弥漫增强、"纤维桥联-断裂拔出"等多种良性增强机制。

氧化锆纤维增强的氧化铝陶瓷的抗热震性能

在1 650℃下制备氧化锆纤维增强的氧化铝陶瓷复合材料,研究氧化锆纤维添加量对氧化铝陶瓷抗热震性能的影响。结果表明,在温差为1 400℃的循环空冷条件下,加入氧化锆纤维可以明显提高氧化铝陶瓷的热震次数。当添加纤维质量分数为15%时,复合材料热震次数达到最高为30次,比纯氧化铝陶瓷提高20次;复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别比纯氧化铝陶瓷提高62.2%和38.9%,气孔率为6.71%。复合材料力学性能的提高以及适当的气孔率是其抗热震性提高的主要原因。

硅酸铝/氧化锆纤维板在微波加热中透波性研究

为了研究微波加热过程中温度、厚度对硅酸铝/氧化锆纤维板保温层透波性能的影响,以期设计出在整个微波加热过程中都具有良好透波性能的保温层,利用通过单层平板内电磁波传播的理论机制和计算模拟技术,分析了保温层厚度和温度变化对硅酸铝/氧化锆纤维板透波性能影响的规律。同时从透波性能的角度,提出了硅酸铝/氧化锆纤维板保温层在微波加热中厚度选择的基本原则。研究结果表明:20℃时,硅酸铝纤维板的功率透过系数随厚度增加呈波动状态变化,存在透波峰;随着温度的升高,这种波动状逐渐消失,近似呈线性递减,1 300℃时,0.1 m厚度的硅酸铝纤维透波率仅为0.62。氧化锆纤维板在20,200,500℃时,功率透过系数随着厚度的增加呈明显的波动变化,厚度为0.04,0.08 m时,功率透过系数曲线出现透波峰。该研究成果有助于微波高温加热设备的设计,微波加热工艺参数的优化以及微波能利用率的提高。

氧化锆纤维对纳米SiO_2复合绝热材料性能的影响

针对纳米二氧化硅复合绝热材料强度不高、高温环境下收缩严重的问题,采用氧化钇稳定的氧化锆纤维作为功能性添加材料,研究了不同煅烧温度下氧化锆纤维的添加量对绝热材料线收缩率的影响,以及引入氧化锆纤维对绝热材料耐压强度的影响,结合SEM等表征方法及固体烧结动力学理论阐释了氧化锆纤维的增强和抑制绝热材料高温收缩的机理。结果表明:煅烧温度高时,绝热材料线收缩率大。氧化锆纤维的添加能有效降低绝热材料的高温线收缩率。当添加量为6%(质量分数)时,1 000℃下线收缩率从13.3%降至2.6%。随着氧化锆纤维添加量的增加,绝热材料的耐压强度先增大后减小。

一锅法制备氧化锆纤维前躯体

以氧氯化锆、硝酸钇等为原料,采用一锅法制备氧化锆纤维前躯体,研究了不同反应温度、液相黏度对制备的氧化锆纤维前躯体性能的影响;采用X射线衍射、红外光谱、扫描电子显微镜以及差热-热重分析对氧化锆纤维前躯体及氧化锆纤维进行表征,采用静电纺丝法对制备的氧化锆纤维前躯体的可纺性进行了验证。结果表明:采用一锅法可以快速制备氧化锆纤维前躯体——聚乙酰丙酮锆纺丝液,采用静电纺丝可以获得高纯立方相氧化锆纤维。

静电纺丝法制备超细氧化锆纤维

采用一锅法制备了氧化锆前躯体纺丝液聚乙酰丙酮锆。利用静电纺丝工艺制备了超细氧化锆纤维,直径达到100 nm～500 nm。研究了静电纺丝工艺参数(纺丝电压、固化距离、注射泵的推进速度、溶胶粘度等)对氧化锆纤维性能的影响。实验表明,当纺丝电压为20 KV、固化距离为12 cm、注射泵推进速度为1.0 mL/h、溶胶粘度为2.0 Pa·s时,纺出纤维直径细,纤维连续且均匀。