一种掺杂型氮化硅纤维及其制备方法和应用与流程

本发明属于功能型材料，具体涉及一种掺杂型氮化硅纤维及其制备方法和应用。

背景技术：

1、汽车已经成为我国家庭出行的常用工具，作为一种复杂的工业产品，汽车使用了各种各样的材料，比如高强度的钢铁，高韧性的纤维，亦或是低密度的碳材料。

2、其中，发动机作为汽车的核心部件，经常需要使用氮化硅材料，氮化硅可以为汽车发动机提供高强度保护，同时减少热量损失，提高发动机的运行效果。

3、目前，市面上常见的氮化硅产品主要有氮化硅晶须、氮化硅陶瓷、氮化硅粉体以及氮化硅纤维等。目前氮化硅纤维的合成方法主要有燃烧合成法、硅粉直接氮化法和化学气相沉积法等，制备得到的氮化硅纤维的整体性能好，应用广泛，但是耐磨性能较差，已经不能满足技术要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种掺杂型氮化硅纤维及其制备方法和应用，本发明提供的掺杂型氮化硅纤维高耐磨，综合力学性能优异。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明提供了一种掺杂型氮化硅纤维的制备方法，包括以下步骤：

4、(1)将聚酰胺、正硅酸乙酯、醋酸铝、乙醇和水混合后静电纺丝，得到纤维前驱体；

5、(2)将所述纤维前驱体预热后焙烧，得到掺杂型氮化硅纤维。

6、优选的，所述聚酰胺与正硅酸乙酯的质量比为10～50:100；

7、所述聚酰胺与醋酸铝的质量比为3～4:1～3。

8、优选的，所述聚酰胺包括pa-6、pa-11、pa-12、pa-66、pa-610和pa-1010中的一种。

9、优选的，所述静电纺丝的电压为15～25kv，注射器推进速度为1～5ml/h。

10、优选的，所述预热的气氛为惰性气氛，温度为640～820℃，保温时间为3～7小时。

11、优选的，所述焙烧的气氛为氮气，温度为1550～1760℃，保温时间为3～7小时。

12、优选的，所述混合的温度为室温，时间为1～5小时。

13、优选的，所述乙醇和水的质量比为3～7:1；

14、所述聚酰胺和乙醇的质量比为1～5:1。

15、本发明还提供了上述方案所述的制备方法得到的掺杂型氮化硅纤维。

16、本发明还提供了上述方案所述掺杂型氮化硅纤维在汽车、能源和电子领域中的应用。

17、本发明提供了一种掺杂型氮化硅纤维的制备方法。本发明将聚酰胺、正硅酸乙酯、醋酸铝、乙醇和水混合后静电纺丝，得到纤维前驱体，然后将所述纤维前驱体预热后焙烧，得到掺杂型氮化硅纤维。本发明采用醋酸铝作为掺杂成分，引入氮化硅纤维中，得到的掺杂型氮化硅纤维耐磨性能优异，并且强度和刚性等力学性能良好，制备成本低，可大规模生产。

18、本发明还提供了上述方案所述的制备方法得到的掺杂型氮化硅纤维。本发明提供的掺杂型氮化硅纤维耐磨性能优异，强度高，刚性好，成本低廉，可大规模使用。

19、本发明还提供了上述方案所述掺杂型氮化硅纤维在汽车、能源和电子领域中的应用。本发明提供的掺杂型氮化硅纤维耐磨性能优异，强度高，可用于汽车、能源和电子等领域，尤其适合用于对耐磨性能要求较高的地方，使用寿命长，经济效益显著。

技术特征：

1.一种掺杂型氮化硅纤维的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺与正硅酸乙酯的质量比为10～50:100；

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述聚酰胺包括pa-6、pa-11、pa-12、pa-66、pa-610和pa-1010中的一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的电压为15～25kv，注射器推进速度为1～5ml/h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述预热的气氛为惰性气氛，温度为640～820℃，保温时间为3～7小时。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧的气氛为氮气，温度为1550～1760℃，保温时间为3～7小时。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为室温，时间为1～5小时。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述乙醇和水的质量比为3～7:1；

9.权利要求1～8任一项所述的制备方法得到的掺杂型氮化硅纤维。

10.权利要求9所述掺杂型氮化硅纤维在汽车、能源和电子领域中的应用。

技术总结本发明属于功能型材料技术领域，具体涉及一种掺杂型氮化硅纤维及其制备方法和应用。本发明将聚酰胺、正硅酸乙酯、醋酸铝、乙醇和水混合后静电纺丝，得到纤维前驱体，然后将所述纤维前驱体预热后焙烧，得到掺杂型氮化硅纤维。本发明采用醋酸铝作为掺杂成分，引入氮化硅纤维中，得到的掺杂型氮化硅纤维耐磨性能优异，并且强度和刚性等力学性能良好，制备成本低，可大规模生产。本发明还提供了上述方案所述的制备方法得到的掺杂型氮化硅纤维。本发明提供的掺杂型氮化硅纤维耐磨性能优异，强度高，刚性好，成本低廉，可大规模使用。技术研发人员：钱利洪,肖亮,谢庆忠,谭浩文,肖自勇受保护的技术使用者：衡阳凯新特种材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17