由于通过沉淀反应引入的氟化铝量较少，不能满足生成莫来石晶须的富氟气氛过饱和度的条件，晶须未能充分生长。
[0034]实施例3
[0035](1)称量硅溶胶，向其中添加去离子水予以稀释，配置成浓度为0.5mol/L硅溶胶稀释液，将莫来石块体浸入硅溶胶稀释液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冷冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0036](2)称量硝酸铝，向其中加入去离子水配置成浓度为1.5mol/L的硝酸铝溶液，将步骤(1)中干燥好的莫来石块体浸入硝酸铝溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0037](3)称量氟化铵，向其中加入去离子水配置成浓度为6.0mol/L的氟化铵溶液，将步骤(2)中干燥好的莫来石块体浸入氟化铵溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0038](4)将步骤(3)中干燥好的莫来石块体在1200°C条件下进行热处理2h。
[0039]经过3次真空浸渍和冷冻干燥后得到的莫来石块体中浸入的二氧化硅和氟化铝沉淀混合颗粒量多于实施例1 ;经过热处理后，莫来石晶须呈棒状，晶须长径比小于实施例1晶须的长径比。这是由于通过沉淀反应引入的氟化铝量过多，在热处理过程中形成的富氟气氛的浓度过大，反应物过量，超过了晶须外延生长所需的量，剩余气相促使晶体沿其它方向生长，导致晶体各向生长速度差别减小，晶须长径比降低，晶须粗化。
[0040]实施例4
[0041](1)称量硅溶胶，向其中添加去离子水予以稀释，配置成浓度为0.33mol/L硅溶胶稀释液，将莫来石块体浸入硅溶胶稀释液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冷冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0042](2)称量硝酸铝，向其中加入去离子水配置成浓度为1.0mol/L的硝酸铝溶液，将步骤(1)中干燥好的莫来石块体浸入硝酸铝溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0043](3)称量氟化铵，向其中加入去离子水配置成浓度为4.0mol/L的氟化铵溶液，将步骤(2)中干燥好的莫来石块体浸入氟化铵溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0044](4)将步骤(3)中干燥好的莫来石块体在1200°C条件下进行热处理lh。
[0045]经过3次真空浸渍和冷冻干燥后得到的莫来石块体中浸入的二氧化硅和氟化铝沉淀混合颗粒量和实施例1中的混合颗粒含量大致相同；经过热处理后，莫来石晶须的长度较小，晶须长径比小于实施例1中晶须的长径比。这是由于热处理过程中，保温时间过短，造成晶须生长不完全，因而晶须长径比较低。
[0046]实施例5
[0047](1)称量硅溶胶，向其中添加去离子水予以稀释，配置成浓度为0.33mol/L硅溶胶稀释液，将莫来石块体浸入硅溶胶稀释液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冷冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0048](2)称量硝酸铝，向其中加入去离子水配置成浓度为1.0mol/L的硝酸铝溶液，将步骤(1)中干燥好的莫来石块体浸入硝酸铝溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0049](3)称量氟化铵，向其中加入去离子水配置成浓度为4.0mol/L的氟化铵溶液，将步骤(2)中干燥好的莫来石块体浸入氟化铵溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后在冷冻干燥器上进行冷冻干燥；
[0050](4)将步骤(3)中干燥好的莫来石块体在1200°C条件下进行热处理3h。
[0051]经过3次真空浸渍和冷冻干燥后得到的莫来石块体中浸入的二氧化硅和氟化铝沉淀混合颗粒量和实施例1中的混合颗粒含量大致相同；经过热处理后，莫来石晶须呈棒状，晶须长径比小于实施例1中晶须的长径比。这是由于热处理过程中，保温时间过长，弓丨起晶须的二次生长，导致晶须粗化长径比降低。
[0052]本发明的在莫来石纤维块体上原位生长莫来石晶须的方法，适用于所有含硅纤维块体。
[0053]上述对实施例的描述是便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
[0054]本发明所列举的各原料都能实现本发明，以及原料的上下限取值、区间值都能实现本发明，再此不一一进行举例说明。
【主权项】
1.一种真空浸渍结合冷冻干燥原位生长莫来石晶须的方法，具有如下步骤: (1)称量硅溶胶，向其中添加去离子水予以稀释，搅拌均匀得到硅溶胶稀释液，其中硅溶胶稀释液的浓度为0.167mol/L?0.667mol/L ;将莫来石块体浸入硅溶胶稀释液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的块体在0°C以下冷冻至浸渍液冷冻成固体，随后将冷冻后的固体置于冷冻干燥器中进行冷冻干燥； (2)称量硝酸铝，以去离子水为溶剂配制硝酸铝溶液，其浓度为0.501mol/L?2.001mol/L ;该硝酸铝溶液的浓度为步骤⑴中硅溶胶稀释液浓度的3倍；再将步骤⑴中干燥好的莫来石块体浸入硝酸铝溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后将冷冻后的固体置于冷冻干燥器中进行冷冻干燥； (3)称量氟化铵，以去离子水为溶剂，配制氟化铵溶液，其浓度为2.004mol/L?8.004mol/L ;该氟化铵溶液的浓度为步骤(1)中硅溶胶稀释液浓度的12倍；再将步骤(2)中干燥好的莫来石块体浸入氟化铵溶液，在真空条件下浸渍0.5h，然后将浸渍好的莫来石块体在0°C以下冷冻至浸渍液冻成固体，随后将冷冻后的固体置于冷冻干燥器中进行冷冻干燥。 (4)将步骤(3)中干燥好的莫来石块体在1200°C条件下进行热处理lh?3h，即可在莫来石块体的纤维上原位生长出密集的针状莫来石晶须。2.根据权利要求1所述的真空浸渍结合冷冻干燥原位生长莫来石晶须的方法，其特征在于，所述步骤(1)的硅溶胶稀释液的浓度为0.333mol/L。3.根据权利要求1所述的真空浸渍结合冷冻干燥原位生长莫来石晶须的方法，其特征在于，所述步骤(2)的硝酸铝溶液的浓度为1.0mol/L。4.根据权利要求1所述的真空浸渍结合冷冻干燥原位生长莫来石晶须的方法，其特征在于，所述步骤(3)的氟化铵溶液的浓度为4.0mol/L。
【专利摘要】本发明公开了一种真空浸渍结合冷冻干燥原位生长莫来石晶须的方法，先向硅溶胶中加入去离子水制得硅溶胶稀释液，再将莫来石块体在真空条件下浸入硅溶胶稀释液中，浸渍0.5h，随后冷冻干燥；再将冷冻干燥好的莫来石块体在真空条件下浸入到配置好的硝酸铝溶液中，浸渍0.5h，随后冷冻干燥；再将冷冻干燥好的莫来石纤维块体在真空条件下浸入配置好的氟化铵溶液中，浸渍0.5h，随后冷冻干燥；最后在1200℃的条件下热处理1h～3h，即可在现有莫来石块体纤维上生长出密集且均匀分布的针状莫来石晶须。本发明工艺简单、能耗较低，并且解决了在莫来石块体纤维材料上生长莫来石晶须的问题，显著提高了莫来石块体纤维的抗压强度和弹性模量。
【IPC分类】C30B29/62, C30B7/08, C30B29/34
【公开号】CN105274623
【申请号】CN201510707324
【发明人】侯峰, 王鑫
【申请人】天津大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年10月27日