静电纺丝制备Al 2 O 3 陶瓷纳米纤维的实验原理

静电纺丝设备的工作原理：

在静电纺丝过程中，喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴在外加电场的诱导下，液滴表面聚集电荷，受到一个与表面张力方向相反的电场力。当电场逐渐增强时，喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状，形成所谓的泰勒锥（Taylor cone）。当电场强度增加至一个临界值时，电场力就会克服液体的表面张力，使喷射流从泰勒锥中喷出。喷射流在高电场的作用下发生震荡而不稳定，产生频率极高的不规则性螺旋运动。在高速震荡中，喷射流被迅速拉细，溶剂也迅速挥发，最终形成直径为纳米级的纤维，并以随机的方式散落在收集装置上，形成无纺布。

氧化铝纤维也称作多晶莫来石纤维。与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比，氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能，还有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。氧化铝纤维可与树脂、金属或陶瓷进行复合，所制备的高性能复合材料在航空、航天、军工及高科技领域有着广泛的应用。氧化铝纤维的生产工艺比较简单，对生产设备和生产条件的要求也不高。与碳纤维相比，氧化铝纤维的制备成本要低很多，这使得氧化铝纤维的大量应用成为可能。目前，国外已有很多公司生产各种型号的高性能氧化铝纤维。