[发明专利]具有芯壳结构的YAG/Al2

说明书

具有芯壳结构的YAG/Al₂O₃/ZrO₂单晶纳米纤维的制备方法，以Al₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃和PVA为原料，Al₂O₃：ZrO₂：Y₂O₃的摩尔比为65:19:16，PVA的质量含量是11%，热处理后得到芯壳结构的纤维。具体步骤：将聚乙烯醇溶于蒸馏水中；Y₂O₃加到浓硝酸中，溶解后加入Al(NO₃)₃·9H₂O、ZrOCl₂·8H₂O、柠檬酸和无水乙醇；将两种溶液混合均匀，注入到电纺装置中进行纺丝，热处理后得到具有芯壳结构的单晶复合纤维。

技术领域

本发明涉及三元单晶复合纤维的制备技术，具体涉及三元单晶YAG/Al₂O₃/ZrO₂复合纳米纤维的制备技术。

背景技术

由于复合纳米纤维具有大的比表面积、长径比大及良好的力学性能，因此在生物医学、航空航天、光电材料等领域有着广泛应用前景。戴剑锋通过同轴双喷嘴静电纺丝法，制备出具有芯壳结构的Ni_0.6Zn_0.4Fe₂O₄/BaFe₁₂O₁₉纳米复合磁性纤维。该复合材料的芯层为Ni_0.6Zn_0.4Fe₂O_4，壳层为BaFe₁₂O₁₉，能够发挥其硬磁相的各向异性和软磁相的饱和磁化强度的优点。（戴剑锋、姜士胜、王青、李维学.芯壳结构Ni_0.6Zn_0.4Fe₂O₄/BaFe₁₂O₁₉纳米复合纤维制备及磁性能.兰州理工大学学报.（2015）06-0027-05）。刘俊雄通过同轴静电纺丝技术与溶胶凝胶法相结合制备了芯壳结构的碳包覆二氧化锡纳米纤维膜，该材料可以兼顾锡基材料的高比容量和碳材料的良好的循环性能。（刘俊雄、单小红、夏鑫.芯壳结构碳包覆二氧化锡纳米纤维膜制备及表征.纺织学报,（2013）05-0007-05）。崔志香通过同轴静电纺丝技术制备聚己内酯（PCL）-聚乳酸(PLA)芯-壳结构复合纤维。该材料芯层为PCL具有良好的韧性和伸展性，壳层为PLA具有高强度的同时其柔韧性较差，复合材料具有良好的韧性和强度。（崔志香、涂建炳、司军辉、刘琼王、乾廷、陈文哲.同轴静电纺丝制备PCL - PLA芯-壳结构复合纤维及其形态分析.材料科学与工程学报（2015）06-0786-06）。但这些方法制备的芯壳纤维均为复合材料，复合材料的加工性能受到限制、抗冲击能力低、横向强度和层间剪切强度有限，芯和壳之间剥离率较高。因此在同一晶体结构中生长获得的芯壳结构比物理方法结合获得芯壳复合材料更加稳定，使用的均一性更好。目前未见到具有芯壳结构的YAG/Al₂O₃/ZrO₂三元单晶复合纳米纤维的研究报道或发明专利。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有芯壳结构的YAG/Al₂O₃/ZrO₂单晶纳米纤维的制备方法。

本发明是具有芯壳结构的YAG/Al₂O₃/ZrO₂单晶纳米纤维的制备方法，以Al₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃和PVA为原料，采用静电纺丝法，使用柠檬酸作为纺丝液的络合剂，其步骤为：

（1）前驱体溶胶的配制：