DOI:10.1016/j.ceramint.2020.06.180
通過改變前驅體溶液中Gd3+的含量,采用靜電紡法制備了三種不同Gd2Zr2O7比例的Gd2Zr2O7/ZrO2(GZC)復合纖維。充分表征了GZC纖維的熱分解、結晶過程、高溫穩定性和導熱性能。結果表明,所有GZC纖維中均存在三種晶相,即四方相ZrO2、立方相ZrO2和缺陷型螢石相Gd2Zr2O7。隨著前驅體溶液中Gd3+的增加,Gd2Zr2O7的含量逐漸增加,導致復合纖維的晶粒長大速度逐漸減慢、導熱系數降底、高溫穩定性增強。所有GZC纖維片的導熱系數均低于7YSZ纖維片,并所有GZC纖維片都可以保持高達1300℃的高溫穩定性。
圖1.GCW、PEZ、GZC20纖維、GZC30纖維和GZC50纖維在室溫下的FT-TR光譜。
圖2.(a)GZC20、(b)GZC30和(c)GZC50前驅體纖維在不同溫度下熱處理后的紅外光譜。
圖3.(a)GZC20、(b)GZC30和(c)GZC50前驅體纖維的TG/DTA曲線。
圖4.在1200℃下燒結的GZC20、GZC30和GZC50前驅體纖維的X射線衍射圖。
圖5.在1300℃下燒結的GZC20、GZC30和GZC50前驅體纖維的XRD圖譜。
圖6.在1400℃下燒結的GZC20、GZC30和GZC50前驅體纖維的XRD圖譜。
圖7.1400℃下Gd 3d的窄掃描XPS光譜:(a)GZC20、(b)GZC30和(c)GZC50
圖8.1400℃下Zr 3d的窄掃描XPS光譜:(a)GZC20、(b)GZC30和(c)GZC50
圖9.1400℃下O 1s的窄掃描XPS光譜:(a)GZC20、(b)GZC30和(c)GZC50
圖10.在1400℃下熱處理的GZC20、GZC30和GZC50前驅體纖維的拉曼光譜。
圖11.在1200℃、1300℃和1400℃下熱處理的GZC20、GZC30和GZC50纖維表面的SEM圖(從左至右)
圖12.在1200℃、1300℃和1400℃下熱處理的GZC20、GZC30和GZC50纖維截面的SEM圖(從左到右)
圖13.GZC20、GZC30和GZC50纖維片的導熱系數。