热处理对国产氧化铝纤维的力学性能及微观结构的影响

　　

氧化铝连续纤维具有优异的高温力学性能、化学稳定性以及连续纤维形态所赋予的可编织、易复合等独特优势。目前国产氧化铝纤维在长期高温服役下的结构稳定性、晶粒生长对力学性能的演变机制等核心问题等尚未完全明晰，制约了对其实际应用潜力的准确评估与性能优化。本研究以一种国产M-99型氧化铝连续纤维为研究对象，探究了其在不同高温热处理条件下（900-1 200 °C）的微观结构演变和力学性能的影响机制。研究发现，经100 h热处理后，纤维晶粒尺寸随温度升高呈增大趋势。其中，1 200 °C处理后出现晶粒异常长大现象，形成微米级晶粒，同时伴随内部缺陷增多，直接导致拉伸强度下降。原始纤维单丝拉伸强度达2.6 GPa，热处理后纤维的单丝拉伸强度从2.59 GPa（900 °C）逐步降至1.90 GPa（1 200 °C），对应的强度保留率从99%降至73%，即使在1 200 °C的高温条件下仍展现出较高的强度保留率。结果证实该材料在1 200 °C以下具备良好的结构稳定性和耐热性能。本研究揭示了氧化铝纤维微结构演化对其力学性能的关键影响机制，为优化高温陶瓷纤维的设计与应用提供了数据支持与理论依据。

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