改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103102168A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103102168103102168A(43)申请公布日2013.05.15(21)申请号201310042003.7(22)申请日2013.02.02(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术产业开发区高创园D座1012(72)发明人焦万丽张磊(51)Int.Cl.C04B35/80(2006.01)C04B35/26(2006.01)C04B35/622(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图1页附图1页(54)发明名称改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法(57)摘要本发明提供了一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其步骤是：（1）将碳纤维置于浓硝酸中浸泡后，再用去离子水清洗；（2）将醋酸锌乙醇溶液和NaOH乙醇溶液加热至65℃后等摩尔比混合，制成ZnO溶胶；（3）将碳纤维在ZnO溶胶中浸渍提拉2~3次，预置ZnO晶种；（4）将锌盐溶液和六次甲基四胺溶液等摩尔混合制成生长液，将预置有ZnO晶种的碳纤维放入生长液，先80~90℃保温，再洗涤后干燥，即可获得在碳纤维上定向生长的ZnO纳米线阵列薄膜；（5）将NiO和Fe2O3置于行星磨上湿磨形成料浆，将料浆烘干后再预烧，得到NiFe2O4基陶瓷粉料；（6）取NiFe2O4基陶瓷粉料，另加入改性后的短切碳纤维，干压成型后放入多功能烧结炉中，在氮气保护下烧结，得到改性碳纤维增强复合陶瓷。CN103102168ACN103268ACN103102168A权利要求书1/1页1.一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：（1）将碳纤维清洗干净后置于浓硝酸中浸泡5~8min，再用去离子水清洗去除表面附着的多余硝酸；（2）将摩尔浓度均为0.01~0.2M的醋酸锌乙醇溶液和NaOH乙醇溶液单独加热至65℃后等摩尔比混合，搅拌1~2h，制成稳定的ZnO溶胶；（3）将碳纤维在ZnO溶胶中浸渍5~10min，取出在100~120℃干燥10~20min，反复浸渍提拉2~3次，在碳纤维上预置ZnO晶种；（4）将摩尔浓度均为1～25mM的锌盐溶液和六次甲基四胺溶液等摩尔倒入烧杯中，混合均匀制成生长液，将预置有ZnO晶种的碳纤维放入生长液再一同置于水浴锅中，在80~90℃保温2~8h，取出反复洗涤，再70~100℃干燥，即可获得在碳纤维上定向生长的ZnO纳米线阵列薄膜，其中锌盐溶液为硝酸锌、硫酸锌或氯化锌中的任一种；（5）采用NiO和Fe2O3为原材料，置于行星磨上湿磨10~20min后形成料浆，将料浆110℃烘干后放入高温电阻炉中1000~1100℃预烧4~6h，得到NiFe2O4基陶瓷粉料；（6）取NiFe2O4基陶瓷粉料，另加入NiFe2O4基陶瓷粉料质量2~5%的改性后的短切碳纤维，碳纤维长度为2~5mm，混合后25~100MPa干压成型，然后放入多功能烧结炉中，在氮气保护下，于1300~1350℃烧结5~8h，得到ZnO纳米线表面改性碳纤维增强镍铁尖晶石复合陶瓷。2.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，另加入原材料总质量2~3%的添加剂，与原材料一同置于行星磨上湿磨形成料浆，添加剂为MnO2、V2O5和TiO2中的一种或任两种的混合。3.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（5）中，NiO和Fe2O3原料按摩尔比为1.5:1配料。4.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，NiFe2O4基陶瓷粉料通过研磨后经孔径为0.038mm的标准筛筛分，取筛下料与改性后的短切碳纤维采用干法混料，此时无研磨介质。5.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，NiFe2O4基陶瓷粉料与改性后的短切碳纤维混料后，另加入混合物总质量5%的粘结剂并混合均匀，干压成型，其中粘结剂为聚乙烯醇或甲基纤维素中的任一种。6.如权利要求1所述的一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤（6）中，多功能烧结炉的升温速率为3℃/min,于1300~1350℃保温5~8h后，随炉冷却。2CN103102168A说明书1/5页改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种改性碳纤维增强复合陶瓷的制备方法，属于铝电解技术领域。背景技术[0002]目前，传统铝电解仍采用碳素阳极材料，在电解过程中会释放出大量的温室效应气体，污染环境。而且需要频繁更换阳极材料，增加生产成本。人们从节能和降低生产成本，并消除铝电解对环境造成的污染出发，对铝电解槽设计产生了一些新构思