钨酸锆前驱体脱水反应动力学

采用水热法合成了Zr W2O8的前驱体Zr W2O7(OH)2(H2O)2,并应用热重分析技术研究了其脱水反应。升温速率β=10℃/min,实验失重率为8.382%,与理论失重率8.452%基本吻合,脱水反应温度在173℃左右。应用非等温方法计算了钨酸锆前驱体脱水反应的动力学参数:表观活化能E=232.54 k J/mol;阿伦尼乌斯指前因子ln A=58.06。前驱体脱水为二级反应,动力学方程可以描述为:dα/dt=1025.21exp(-27.97×103/T)(1-α)2。

氧化铝/氧化锆前驱体纤维纺丝液的制备技术研究

以铝粉、盐酸、醋酸锆和氧氯化锆为原料,聚乙烯醇（PVA）为纺丝助剂,采用溶胶-凝胶法制备了氧化铝/氧化锆前驱体纤维纺丝液,借助高速离心甩丝机、纳米粒度仪、旋转流变仪等仪器设备,研究了原料配比、浓缩温度、含水率、PVA添加量和种类对纺丝液稳定性、流变性和纺丝性的影响机制。结果表明,按m（氧氯化锆）∶m（醋酸锆）=（0.5~0.9）∶1配制成锆溶液,按照n（铝粉）∶n（盐酸）∶n（蒸馏水）=2∶1∶20配制成铝溶胶,两者按m（氧化锆）∶m（氧化铝）=1∶1均匀混合,加入5%PVA（PVA占氧化铝、氧化锆质量总和）,在75℃下减压蒸馏4~8h,室温下陈化24~48h,可得到粘度在1500~2500mPa·s,含水率在35%~45%,粒度在20nm左右,流变性好的氧化铝/氧化锆前驱体纤维纺丝液。采用高速离心甩丝机对纺丝液进行成纤实验,获得直径在4~10μm的氧化铝/氧化锆前驱体纤维,说明该纺丝液具有良好的成纤性能。

ZrB_(2)/ZrC/SiC复相陶瓷前驱体的制备及其陶瓷化研究

针对陶瓷前驱体转化率低、热稳定性差的缺点,以正丙醇锆为锆源,苯硼酸为硼源,乙酰丙酮为配位剂,通过配位鳌合反应、取代反应成功制备了主链为B-O-Zr结构的线型含硼、锆聚合物PBZ。将其与硅炔树脂(PTSA)共混制备具有优异耐高温性能和高陶瓷化产率的复相陶瓷前驱体PBZS,该前驱体通过硅氢加成反应以及脱氢偶联反应形成高度交联的三维立体网络固化物。采用FT-IR对PBZ结构进行表征,XRF分析了PBZ的元素组成;利用固化前后的红外分析探讨了PBZS的固化行为,运用TGA研究了PBZS的耐热性能;TGA测试表明,固化产物具备优异的热稳定性能,1000℃以下,氮气中的质量残留率为94.12%。通过XRD、XRF、TEM和Raman研究了PBZS的陶瓷化演变,结果表明,前驱体PBZS经过1600℃热解后转化为ZrB_(2)/ZrC/SiC复相陶瓷,陶瓷产率为66.2%,晶粒尺寸在100 nm左右且分布均匀。