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【背景】金属氧化物的纤维材料由于与块状材料相比具有高的热稳定性 、更大的各向异性及良好的柔韧性，越来越引起人们的极大兴趣。金属氧化物纤维作为与人们生活密切相关的材料，其研究必然会极大地推动社会发展。目前，研究和应用最广的是氧化铝纤维。氧化铝纤维是一种重要的陶瓷纤维，具有良好的耐高温、耐磨性和抗氧化性能，同时还具有热导率低、热膨胀系数小、抗热震性能好以及高模量、高某某、高某某、高强度、高电绝缘性和高介电常数等突出优点，因而可广泛应用于绝热材料、纤维防护和增强材料等方面。此外，与其他高性能无机纤维相比，氧化铝陶瓷纤维原料成本较低，且生产工艺简单，具有较高性价比和很大的商业价值。广泛应用于工业、军事、民用复合材料领域。

【氧化铝纤维的制备方法】氧化铝纤维的制备方法有很多，包括熔融法、淤浆法和溶胶凝胶法等。

熔融法：熔融法是指通过高温加热含有氧化铝、氧化硅及助剂的粉状物料得到熔体，并进行拉丝得到连续纤维的方法。这一方法最早是由美国 TYCO 公司提出的，他们将氧化铝在坩埚中高温熔化，将钼质细管插入氧化铝熔体中，利用毛细作用使熔融液升至毛细管顶端，在顶端缓慢向上牵引即可制得 α-Al2O3 连续陶瓷纤维。

淤浆法：淤浆法是将氧化铝粉末、流变助剂、分散助剂、烧结助剂共同分散于水中制成浆料，经过挤出成某某、干燥、烧结得到 氧化铝纤维的方法。***用此方法生产 FP 系列 Al2O3纤维。由于采用的原料粉体粒径较大，淤浆法制备的纤维表面凹凸不平，与用其它方法制备的纤维在形貌上存在明显区别。此外，由于浆料含水量较高，在干燥、烧结过程中收缩过快会导致纤维破裂，最终得到的纤维直径大、柔韧性差，使用价值低。因此，尽管 FP 纤维最初被考虑作为复合材料增强体，但随着其它性能更好的 Al2O3 纤维的问世，现在已经不再生产。

预聚合法就是把烷基铝与其他添加剂在一定条件下 聚 合形成一种铝氧烷聚合物 ，然后把该聚合物溶解在加有有机硅化合物的有机溶剂 中，经过浓缩得到具有 可纺性 的粘稠 液，经干法纺丝制成前驱体纤维后再煅烧得到多 晶连续氧化 铝纤维l_1。日本住友化学公 司的产品就是采用预聚合法 得到微 晶聚集态的连续氧化铝纤维 ，通过利用 甲基铝氧烷和 水反应生成 甲基铝氧烷聚合物，未反应的 甲基转移到丙酸中 按物质的量 比(O．2：0．8)～(O．4：0．6)配 比以使其有合适 的流动性和稳定性 ，从而可进行纺丝。由于其先驱体 为线性 聚合物形态 ，所以得到的产品纺丝性能好 ，容易得到连续 长 纤维 。

溶胶-凝胶法：溶胶-凝胶法又称胶体化学法，该法以铝醇盐或无机盐为原料，加入其他有机酸催化剂，均匀溶于醇或水中，经过醇解（或水解）和聚合反应得到溶胶，浓缩达到一定粘度后进行纺丝得到凝胶纤维，最后经热处理得到氧化铝纤维。

溶胶-凝胶法合成金属氧化物材料，主要有两种途径：一是金属无机盐或有机盐在水中发生水解形成胶粒，经凝胶化后生成凝胶；二是金属醇盐在溶剂中水解缩合形成凝胶，这一系列过程主要包括前驱体的水解反应、溶胶缩聚反应、凝胶干燥烧结等。

采用溶胶-凝胶法制备金属氧化物纤维的步骤主要是：(1) 将金属无机盐、金属醇盐、溶剂、催化剂等原料通过机械搅拌、机械分散混合均匀；(2) 控制温度水解，制成溶胶；(3) 溶胶经过浓缩或者自然陈化得到黏稠纺丝液；(4) 进行机械纺丝或者静电纺丝制得凝胶纤维；(5) 对凝胶纤维进行干燥、煅烧等热处理得到成品纤维。

优点：采用溶胶-凝胶技术制备氧化铝纤维，具有纤维纯度高、均匀性好、合成及烧结温度低等优点。

溶胶-凝胶法制备纤维，最终产品的纯度取决 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 耐热性的作用。

其他

Al2O3连续纤维具有良好的热稳定性和化学稳定性，可在高温过滤领域广泛应用。美国 3M 公司采用 Nextel系列纤维开发出了连续陶瓷纤维过滤载体。利用连续纤维的特点, 采用 CFCC 工艺经缠绕制备出的过滤载体呈现网状多孔结构。与其它类型陶瓷过滤材料相比，Al2O3 纤维过滤材料具有生产工艺简单、原料成本低、来源广泛、过滤效果好等特性，因此具有较高的应用价值和商业前景。

Al2O3 纤维是良好的红外辐射材料，具有抗氧化、消音、绝缘、耐油等特性。Al2O3 纤维还可以与树脂复合材料良好结合，其弹性大于玻璃纤维，压缩强度高于碳纤维，因此可以在一些领域取代玻璃纤维和碳纤维。

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