[发明专利]一种提高氧化锆纤维力学性能的抛光剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种化学抛光剂，特别涉及一种提高氧化锆纤维力学性能的抛光剂及其制备方法，是属于化工技术领域，也属于热防护材料领域。抛光剂处理掉氧化锆纤维表面的微观缺陷，进而提高氧化锆纤维的拉伸强度，本发明为其他提高氧化锆纤维拉伸强度的开发提供了一种新的思路。力学性能的提高将显著扩大氧化锆纤维的应用范围，特别是应用在热防护领域。

技术领域

本发明涉及一种化学抛光剂，特别涉及一种提高氧化锆纤维力学性能的抛光剂及其制备方法，是属于化工技术领域，也属于热防护材料领域。

背景技术

氧化锆纤维的耐火性能好(熔点2590℃)，热导率低，化学稳定性好，有较强的抗侵蚀性能，因此氧化锆纤维是一种优良的高温隔热材料，被广泛应用在航天航天、金属冶炼、核工业、高温精密工业中。氧化锆纤维生产方法有两种，即胶体法和先驱体法。生产氧化锆纤维过程中，多晶排列时使得氧化锆纤维表面出现大量的微观缺陷，例如，凸起、凹槽、裂纹、缝隙等。这是因为由于氧化锆纤维具有较低的韧性，对自身表面的微观缺陷极端敏感。当氧化锆纤维受到外力作用时，缺陷尖端处产生应力集中现象。导致氧化锆纤维总是在较低的平均应力水平、较低强度水平时发生破坏。

为了提高氧化锆纤维的拉伸强度，通常采用抛光剂或者是上浆剂(在氧化锆纤维表面做涂层)，氧化锆是两性氧化物——也就是说，理论上既溶于强酸，又溶于强碱。但实际情况要看反应条件：氧化锆是非常典型的原子晶体，Zr的亲氧能力极强，也就是说，Zr-O化学键极其稳定，很难破坏，也就是其硬度很高，化学惰性很强，非极端条件下难以起化学反应。因为氧化锆的性质比较稳定所以很难有合适的抛光剂。此外，难反应主要是ZrO₂晶体本身稳定性太高，其动力学活性太差，反应速率太慢，但另一方面，ZrO₂亲氧能力弱于其亲氟能力，所以，可以采用氢氟酸作为表面抛光剂处理氧化锆纤维。但是，过快的抛光能力使得氧化锆被刻蚀出更多的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了提高氧化锆纤维的力学性能，特别是拉伸强度，发明一种抛光剂处理掉氧化锆纤维表面的微观缺陷，进而提高氧化锆纤维的拉伸强度，本发明为其他提高氧化锆纤维拉伸强度的开发提供了一种新的思路。力学性能的提高将显著扩大氧化锆纤维的应用范围，特别是应用在热防护领域。

本发明采用下述技术流程：

一种提高氧化锆纤维力学性能的抛光剂，该抛光剂分为抛光剂A和抛光剂B，抛光剂A的原料包括质量浓度40％的氢氟酸、质量浓度10％的草酸、乙醇、乳酸和丙酸；

以该抛光剂A的原料的总质量为100％计算，各组份的质量百分含量为：

质量浓度40％的氢氟酸的质量百分含量为：2％-18％；

质量浓度10％的草酸的质量百分含量为：8％-30％；

乙醇的质量百分含量为：2％-6％；

乳酸的质量百分含量为：1％-8％；

丙酸的质量百分含量为：5％-26％。

抛光剂B的原料包括质量浓度40％的氢氟酸、质量浓度10％的草酸、乙醇、乳酸和丙酸；

以该抛光剂B的原料的总质量为100％计算，各组份的质量百分含量为：

质量浓度40％的氢氟酸的质量百分含量为：1％-9％；

质量浓度10％的草酸的质量百分含量为：4％-15％；

乙醇的质量百分含量为：1％-3％；

乳酸的质量百分含量为：0.5％-4％；

丙酸的质量百分含量为：2.5％-13％。

一种提高氧化锆纤维力学性能的抛光剂的制备方法，步骤包括：