CN108395216A - 一种具有莫来石结构的陶瓷及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有莫来石结构的陶瓷及其制备方法和应用。所述陶瓷含有晶态的Al4B2O9相和非晶二氧化硅；其中非晶二氧化硅占陶瓷总质量的18％及以上；所述陶瓷的密度小于2.8g/cm3、且制成丝后，单丝拉伸强度为1.2～1.8GPa，弹性模量为140～180GPa。本发明的制备工艺为经典的单相莫来石溶胶凝胶法，通过各成分种类和用量的优化，得到了低密度、高韧性、高强度的产品。本发明的制备工艺还具备原料来源广泛、成本低，制备流程简单可控、耗时短，对生产环境及设备要求较低，产品可重复性好，溶剂易于回收，适于工业化生产等优势。本发明所设计和制备的产品可应用于隔热绝缘、军工国防、航空航天、化工环保等领域。

Description

一种具有莫来石结构的陶瓷及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一种具有莫来石结构的陶瓷及其制备方法和应用，属于无机非金属材料技术领域。
背景技术
莫来石陶瓷由于具有导热系数低、高温稳定性好、比热小等优点而广泛应用于隔热绝缘、军工国防、航空航天及化工环保等领域。莫来石陶瓷产品种类繁多，最常见的一种是莫来石纤维，其独特的结构拓展了莫来石陶瓷的应用领域。随着科技的进步，各应用领域对莫来石纤维的性能要求越来越高，制备出具有轻质特性、柔韧易弯曲、高强可编织的高温条件下组织结构和力学性能稳定的莫来石纤维产品对扩展其应用领域、提高其应用价值意义重大。研究发现，减小莫来石纤维的晶粒尺寸可有效提高其柔韧性，抑制晶粒的长大可以明显改善纤维高温条件下的力学性能。因此，制备出一种晶粒尺寸小、晶粒不易长大的莫来石陶瓷纤维或莫来石结构的陶瓷纤维产品是非常具有实用价值的。
迄今为止，制备连续莫来石纤维最常用的方法是溶胶-凝胶法(sol-gel method)。通过这种方法制备莫来石纤维主要采用两种溶胶合成工艺路线：一种是先将铝源(铝的醇盐或无机盐等)水解制备出铝溶胶后与硅溶胶进行物理混合，所得溶胶产品中铝和硅在分子层面混合，也称为双相莫来石溶胶(diphasic mullite sol)；另一种是将铝源和硅源(硅酸乙酯或硅烷等)同时进行水解，制备的溶胶产品中铝和硅在原子层面混合，也称为单相莫来石溶胶(monophasic mullite sol)。单相莫来石溶胶得到产品的莫来石化温度在980℃左右，当温度进一步升高时，莫来石晶粒开始长大。而双相莫来石溶胶得到的产品首先在～920℃生成γ-Al2O3相，而后于高于1250℃的条件下生成莫来石。在莫来石相生成前，二氧化硅均是以非晶态存在的，且均匀分布的非晶二氧化硅能够有效阻碍γ-Al2O3晶粒的长大。所以，具有这种组织结构的纤维产品柔韧性好、力学性能稳定。但是，从生产工艺及成本的角度来讲，单相莫来石溶胶及纤维产品的制备流程更简单快捷，原料稳定可靠、来源广泛且成本低，对生产环境及设备要求更低，产品可重复性更好。因此，开发出一种采用单相莫来石溶胶合成工艺路线制备的高性能莫来石纤维产品，应用价值巨大。
目前，我国连续莫来石纤维的制备研究发展较慢，纤维产品性能相对较差，应用价值明显低于国外的同种类产品，生产工艺也落后于国外的生产单位，因此急需开发一种新型的具有轻质高柔高强特性的连续莫来石陶瓷纤维，并掌握其适于大量生产的制备方法。同时，经检索发现，以晶态Al4B2O9相作为主要相并含有非晶态的具有莫来石结构的陶瓷在相关文献中还鲜有报道。
发明内容
本发明提供了一种具有莫来石结构的陶瓷及其制备方法，得到了具有低密度、高拉伸强度的莫来石陶瓷纤维。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷，所述陶瓷含有晶态的Al4B2O9相和非晶二氧化硅；其中非晶二氧化硅占陶瓷总质量的18％及以上、优选为20-30％、进一步优选为24-30％；所述陶瓷的密度小于2.8g/cm3。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷，所述陶瓷为连续的陶瓷纤维，且陶瓷纤维的直径为7～15μm，密度为2.5～2.8g/cm3，单丝拉伸强度为1.2～1.8GPa，弹性模量为140～180GPa。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷，所述具有莫来石结构的陶瓷中，Al与B的摩尔比为3:1、Al与Si的摩尔比为3:0.75-1.25。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷，所述具有莫来石结构的陶瓷中非晶二氧化硅呈均匀分布。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷，所述具有莫来石结构的陶瓷中，其主要结晶相是Al4B2O9相，二氧化硅均呈非晶态。且非晶二氧化硅呈均匀分布陶瓷中。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，包括下述步骤：
步骤一前驱体溶胶的制备
按设定比例配取硼源、铝源、硅源；将三者加入溶剂中混合均匀，调整粘度后进行脱气处理，得到前驱体溶胶；
步骤二制丝
以步骤一所得前驱体溶胶为原料；进行制丝；得到前驱体纤维；
步骤三热处理
对步骤二所得前驱体丝进行热处理，得到具有莫来石结构的陶瓷；所述热处理的制度为：
先升温至600-800℃，保温0.5～2h，然后将产品取出置于室温环境下自然冷却；之后再升温至800～1000℃，保温0.2-1h；室温环境下自然冷却，得到具有莫来石结构的陶瓷。
作为优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，包括下述步骤：
步骤A
将一定质量的添加硼酸的次乙酸铝和/或其他铝盐加入酒精和去离子水组成的混合溶剂中，溶解后加入一定配比的正硅酸乙酯，混合溶液在35-45℃条件下搅拌8-12h，得到无色透明的铝硅复合前驱体溶胶；
步骤B
将步骤A所得前驱体溶胶在35-45℃条件下进行浓缩，浓缩至用玻璃棒可拉丝的状态后使用高速离心机进行离心脱气，得到无色半透明的纺丝液；
步骤C
将步骤B所得纺丝液转移至带喷头的储液槽中，采用干法纺丝技术进行纺丝，得到连续的莫来石前驱体纤维采用滚筒收集；
步骤D
将步骤C得到的莫来石前驱体纤维以2～5℃/min的升温速度升温至600-800℃，保温0.5～2h，为防止纤维中晶粒长大过快而影响其力学性能，将纤维取出在室温环境下自然冷却后，再升温至800～1000℃，保温0.2～1h，室温环境下自然冷却，得到具有莫来石结构的陶瓷纤维。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤A中，添加硼酸的次乙酸铝的化学式为Al(OH)2(OOCCH3)·1/3H3BO3，其他铝盐选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、异丙醇铝中的至少一种。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤A中，次乙酸铝和正硅酸乙酯的质量比为1：0.36-0.6，混合溶剂中酒精和去离子水按质量比为1-1.5:1，次乙酸铝和混合溶剂的质量比为1:5.2-7.4。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤A中，正硅酸乙酯中，SiO2的质量百分含量为28％。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤A中无色透明的铝硅复合前驱体溶胶产品中，按摩尔比计，Al：Si＝3:0.75-1.25。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤B中浓缩液用玻璃棒进行拉丝时，拉成丝的长度大于0.5m停止浓缩。为了保证产品的质量，在工业上应用时，采用旋转蒸发仪进行浓缩。当然，其他的浓缩方式和设备也可以用于本发明。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤C中纺丝喷头孔径120-200μm，收集滚筒的线速度为1.56～2.10m/min。
作为进一步的优选方案，本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，步骤D中，在800℃以下的热处理得到的纤维为非晶态；在900～1000℃进行热处理所得纤维物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅。为了确保二氧化硅尽可能的以非晶态存在，步骤D中，在800℃以下的热处理得到的纤维为非晶态；在900～925℃进行热处理所得纤维物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅。
本发明一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，前驱体纤维在烧结前不宜长时间置于35℃以上的环境中，这主要是因为过高的温度下放置过久易导致前驱体内部凝胶网络结构的破坏，从而产生孔洞、裂纹等微观缺陷，影响烧结产品的性能。
经组分和制备工艺优化后，本发明所得纤维产品在保证低密度的条件下，同时还具有优异的抗拉强度和弹性模量。
本发明所设计和制备的产品，尤其是纤维产品在隔热绝缘、军工国防、航空航天及化工环保等领域具有重大应用价值。
本发明技术特点如下：
1、本发明选用适量和适当种类的铝源、硅源、硼源，通过单相莫来石溶胶法，在较低的温度下制备出了密度低且单丝拉伸强度最高可达1.8GPa，弹性模量最高可达180GPa的产品。
2.本发明在适量硼的作用下，通过调控Al、Si以及B的比例；确保在1000℃以下时，纤维中的二氧化硅尽可能的以非晶态存在；这不仅提高莫来石纤维的柔韧性，而且是实现了低密度条件下纤维具备优异的抗拉强度和较高的弹性模量的目的。由于所得产品的密度低，其在使用过程中能够减小设备总重量，这对于改造维修、节能减排以及某些特殊领域的应用是很有意义的。同时本发明所设计和制备的产品在使用时，还可以阻碍晶粒长大，防止纤维在高温使用过程中因晶粒长大过快而产生孔洞、裂纹等缺陷，造成纤维力学性能的恶化。
2、本发明经优选后，采用正硅酸乙酯作为硅源并和铝源同时水解制备莫来石前驱体溶胶，可以显著缩短溶胶制备所需时间，提高生产效率，简化制备工序，工艺流程更容易控制；同时正硅酸乙酯来源广泛、成本低。
3、本发明所得前驱体溶胶物理化学性能稳定，可长时间存放，即用即取。
4、本发明经优选后，采用干法纺丝技术；该技术具有操作简单、使用范围广等优势，在工业化应用时，通过调节纺丝工艺参数(喷丝孔直径、收集速度等)可以制备不同直径范围的连续莫来石陶瓷纤维产品。
5、本发明所设计和制备的纤维，其高温组织结构和力学性能稳定，适用温度范围广。尤其是当服役环境大于等于1100℃时，本发明所设计和制备的产品的稳定性优于现有市面上的产品(包括3M公司生产的NextelTM312纤维)。
附图说明
图1是实施例1所得莫来石前驱体纤维的SEM照片。
图2是实施例1所得轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维的SEM照片。
图3是实施例3所得连续莫来石前驱体纤维断口的SEM照片。
图4是实施例3所得轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维断口的SEM照片。
图5是实施例3所得轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维的XRD图谱。
图6是对比例1所得连续莫来石陶瓷纤维的SEM照片。
图7是对比例4所得连续莫来石陶瓷纤维的SEM照片。
从图1中可以看出前驱体纤维均匀连续，表面光滑无明显缺陷，直径在9～15μm范围内；
从图2中可以看出具有莫来石结构的陶瓷纤维保持均匀连续的特征，表面光滑无明显缺陷；
从图3中可以看出所得前驱体纤维结构均匀，表面光滑无缺陷，内部均质致密，无孔洞及裂纹等缺陷；
从图4中可以看出具有莫来石结构的陶瓷纤维表面光滑，内部保持均质致密结构，无孔洞及裂纹生成；
从图5中可以看出所制备的陶瓷纤维主要是由Al4B2O9相(Card#47-0319)和非晶二氧化硅组成的，并无其它结晶相的生成。
从图6中可以看出陶瓷纤维由于大尺寸晶粒的生成和Al18B4O33相的分解脱除使得表面变得非常粗糙；
从图7中可以看出陶瓷纤维均匀性较差，表面不平滑，有很多凸起物。
具体实施方式
实施例中使用的次乙酸铝化学式为Al(OH)2(OOCCH3)·1/3H3BO3，由美国StremChemicals,Inc.提供。所用的正硅酸乙酯由西陇化工股份有限公司提供。
实施例1
步骤1：前驱体溶胶的制备
将15g添加硼酸作为稳定剂的次乙酸铝加入40g酒精和40g去离子水组成的混合溶剂中，溶解后加入7.2g正硅酸乙酯，混合溶液在45℃条件下搅拌12h，得到无色透明的铝硅复合前驱体溶胶产品；
步骤2：前驱体溶胶的浓缩、离心
将前驱体溶胶在35℃条件下进行浓缩，浓缩至用玻璃棒可拉成长度大于0.5m的长丝后停止浓缩，浓缩液经过离心脱气后得到无色半透明的纺丝液；
步骤3：干法纺丝
将步骤2所得纺丝液转移至带喷头的储液槽中，采用干法纺丝技术进行纺丝，喷丝孔直径80μm、收集滚筒的线速度为2.1m/min，得到连续的莫来石前驱体纤维；
步骤4：烧结
将步骤3得到的莫来石前驱体纤维以5℃/min的升温速度从室温升温至800℃，保温1h，待冷却后至于1000℃的条件下保温1h，得到轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维。
所得莫来石前驱体纤维均匀连续，表面光滑无缺陷，直径在9～15μm范围内(见图1)。所制备的轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维光滑连续(见图2)，物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅(产品中非晶二氧化硅的理论含量为24％)，直径在7～12μm范围内，密度为2.69g/cm3，单丝拉伸强度为1.43GPa，弹性模量为175GPa。
实施例2
步骤1、2、3同实施例1。所不同的是步骤4中将前驱体纤维在800℃保温0.5h后取出冷却，再于900℃的条件下保温0.2h。
所得轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维光滑连续，物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅(产品中非晶二氧化硅的理论含量为24％)，直径在7～12μm范围内，密度为2.69g/cm3，单丝拉伸强度为1.22GPa，弹性模量为157GPa。
实施例3
步骤1：前驱体溶胶的制备
将15g添加硼酸作为稳定剂的次乙酸铝加入50g酒精和50g去离子水组成的混合溶剂中，溶解后加入9.0g正硅酸乙酯，混合溶液在40℃条件下搅拌12h，得到无色透明的铝硅复合前驱体溶胶产品；
步骤2：前驱体溶胶的浓缩、离心
将前驱体溶胶在35℃条件下进行浓缩，浓缩至用玻璃棒可拉成长度大于0.5m的长丝后停止浓缩，浓缩液经过离心脱气后得到无色半透明的纺丝液；
步骤3：干法纺丝
将步骤2所得纺丝液转移至带喷头的储液槽中，采用干法纺丝技术进行纺丝，喷丝孔直径120μm、收集滚筒的线速度为1.96m/min，得到连续的莫来石前驱体纤维；
步骤4：烧结
将步骤3得到的莫来石前驱体纤维以2℃/min的升温速度从室温升温至800℃，保温0.5h，待冷却后至于1000℃的条件下保温1h，得到轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维。
所得莫来石前驱体纤维均匀连续，表面光滑无缺陷，内部均质致密，无孔洞及裂纹(见图3)，直径在9～16μm范围内。烧结后所制备的轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维表面光滑连续，内部保持均质致密结构，无孔洞及裂纹生成(见图4)，物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅(产品中非晶二氧化硅的理论含量为30％)，直径在7～13μm范围内，密度为2.53g/cm3，平均单丝拉伸强度为1.8GPa，弹性模量为166GPa。
实施例4
步骤1、2、3同实施例3。所不同的是步骤4中将前驱体纤维在800℃保温2h后取出冷却，再于900℃的条件下保温0.2h。
所得轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维光滑连续，物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅(产品中非晶二氧化硅的理论含量为30％)，直径在7～12μm范围内，密度为2.5g/cm3，单丝拉伸强度为1.21GPa，弹性模量为154GPa。
实施例5
步骤1：前驱体溶胶的制备
将15g添加硼酸作为稳定剂的次乙酸铝加入50g酒精和50g去离子水组成的混合溶剂中，溶解后加入5.4g正硅酸乙酯，混合溶液在45℃条件下搅拌8h，得到无色透明的铝硅复合前驱体溶胶产品；
步骤2：前驱体溶胶的浓缩、离心
将前驱体溶胶在45℃条件下进行浓缩，浓缩至用玻璃棒可拉成长度大于0.5m的长丝后停止浓缩，浓缩液经过离心脱气后得到无色半透明的纺丝液；
步骤3：干法纺丝
将步骤2所得纺丝液转移至带喷头的储液槽中，采用干法纺丝技术进行纺丝，喷丝孔直径120μm、收集滚筒的线速度为1.56m/min，得到连续的莫来石前驱体纤维；
步骤4：烧结
将步骤3得到的莫来石前驱体纤维以2℃/min的升温速度从室温升温至800℃，保温0.5h，待冷却后至于900℃的条件下保温2h，得到轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维。
所得莫来石前驱体纤维均匀连续，表面光滑无缺陷，内部均质致密，无孔洞及裂纹，直径在11～15μm范围内。烧结后所制备的轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维表面光滑连续，内部保持均质致密结构，无孔洞及裂纹生成，物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅(产品中非晶二氧化硅的含量为18％)，直径在9～13μm范围内，密度为2.78g/cm3，平均单丝拉伸强度为1.33GPa，弹性模量为179GPa。
对比例1
其他条件均与实施例1一致；不同之处在于：将800℃保温1h的纤维取出冷却后至于1400℃的条件下保温1h，制备出连续莫来石陶瓷纤维的直径为7～11μm，密度为2.60g/cm3，单丝拉伸强度为0.32GPa，弹性模量为207GPa。纤维由于晶粒的长大使得表面变得非常粗糙(见图6)，柔韧性能变差，极易发生脆断。(产品中非晶二氧化硅的理论含量小于12％)
对比例2
其他条件均与实施例1一致；不同之处在于：将800℃保温1h后得到的纤维在1200℃条件下保温3h，所制备的轻质高柔高强连续莫来石陶瓷纤维的物相结构为Al18B4O33相、莫来石相和非晶二氧化硅相，直径在7～12μm范围内，密度为2.64g/cm3，单丝拉伸强度为0.87GPa，弹性模量为188GPa。这主要是因为烧结温度偏高、保温时间过长时，莫来石纤维晶粒尺寸过大，同时莫来石相的形成降低了纤维中非晶二氧化硅的含量(产品中非晶二氧化硅的理论含量小于15％)，从而恶化了纤维的性能。
对比例3
其他条件均与实施例1一致；不同之处在于：步骤1中酒精和去离子水的用量为35g，混合溶液在45℃条件下进行搅拌，10h后溶液粘度开始增大，直至变差无色半透明状的胶冻态，溶液失去了流动性，无法进行浓缩处理。这说明次乙酸铝和正硅酸乙酯在水解过程中需要足量的溶剂才能保证水解过程的正常进行，制备出均匀透明的前驱体溶胶产品。
对比例4
其他条件均与实施例5一致；不同之处在于：步骤1中正硅酸乙酯的用量为3.6g，得到无色透明的铝硅复合前驱体溶胶产品。制备出连续莫来石陶瓷纤维的直径为9～14μm，密度为2.81g/cm3，单丝拉伸强度为0.65GPa，弹性模量为187GPa。烧结纤维均匀性较差，表面不平滑(见图7)，且柔韧性较差，易发生脆断(产品中非晶二氧化硅的含量为9％)。这主要是正硅酸乙酯用量的减少降低了水解聚合过程中胶体粒子的聚合度及均匀度，在溶胶纺丝过程中易造成了纤维表面的粗糙，恶化了最终烧结纤维的形貌。同时，正硅酸乙酯用量过低也会导致烧结纤维中非晶二氧化硅含量的下降，从而使得纤维密度增大，晶粒长大过快，纤维的力学性能变差。

Claims (10)

1.一种具有莫来石结构的陶瓷，其特征在于：所述陶瓷含有晶态的Al4B2O9相和非晶二氧化硅；其中非晶二氧化硅占陶瓷总质量的18％及以上；所述陶瓷的密度小于2.8g/cm3。
2.根据权利要求1所述的一种具有莫来石结构的陶瓷，其特征在于：所述陶瓷为连续的陶瓷纤维，且陶瓷纤维的直径为7～15μm，密度为2.5～2.8g/cm3，单丝拉伸强度为1.2～1.8GPa，弹性模量为140～180GPa。
3.根据权利要求1所述的一种具有莫来石结构的陶瓷，其特征在于：所述具有莫来石结构的陶瓷中，Al与B的摩尔比为3:1、Al与Si的摩尔比为3:0.75-1.25。
4.一种制备如权利要求1-3任意一项所述一种具有莫来石结构的陶瓷的方法，其特征在于；包括下述步骤：
步骤一 前驱体溶胶的制备
按设定比例配取硼源、铝源、硅源；将三者加入溶剂中混合均匀，调整粘度后进行脱气处理，得到前驱体溶胶；
步骤二 制丝
以步骤一所得前驱体溶胶为原料；进行制丝；得到前驱体纤维；
步骤三 热处理
对步骤二所得前驱体纤维进行热处理，得到具有莫来石结构的陶瓷；所述热处理的制度为：
先升温至600-800℃，保温0.5～2h，然后将产品取出置于室温环境下自然冷却；之后再升温至800～1000℃，保温0.2-1h；室温环境下自然冷却，得到具有莫来石结构的陶瓷。
5.根据权利要求4所述的一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：
步骤A
将一定质量的添加硼酸的次乙酸铝和/或其他铝盐加入酒精和去离子水组成的混合溶剂中，溶解后加入一定配比的正硅酸乙酯，混合溶液在35-45℃条件下搅拌8-12h，得到无色透明的铝硅复合前驱体溶胶；
步骤B
将前驱体溶胶在35-45℃条件下进行浓缩，浓缩至用玻璃棒可拉丝的状态后使用高速离心机进行离心脱气，得到无色半透明的纺丝液；
步骤C
将步骤B所得纺丝液转移至带喷头的储液槽中，采用干法纺丝技术进行纺丝，得到连续的前驱体纤维采用滚筒收集；
步骤D
将步骤C得到的前驱体纤维以2～5℃/min的升温速度升温至600-800℃，保温0.5～2h，为防止纤维中晶粒长大过快而影响其力学性能，将纤维取出在室温环境下自然冷却后，再升温至800～1000℃，保温0.2～1h，室温环境下自然冷却，得到具有莫来石结构的陶瓷纤维。
6.根据权利要求5所述的一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤A中，添加硼酸的次乙酸铝的化学式为Al(OH)2(OOCCH3)·1/3H3BO3，其他铝盐选自氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、异丙醇铝中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤A中，次乙酸铝和正硅酸乙酯的质量比为1：0.36-0.6，混合溶剂中酒精和去离子水按质量比为1-1.5:1，次乙酸铝和混合溶剂的质量比为1:5.2-7.4。
8.根据权利要求6所述的一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤A所用正硅酸乙酯中，SiO2的质量百分含量为28％。
9.根据权利要求5所述的一种具有莫来石结构的陶瓷的制备方法，其特征在于：
步骤A中无色透明的铝硅复合前驱体溶胶产品中，按摩尔比计，Al：Si＝3:0.75-1.25；
步骤B中浓缩液用玻璃棒进行拉丝时，拉成丝的长度大于0.5m停止浓缩；
步骤C中纺丝喷头孔径120-200μm，收集滚筒的线速度为1.56～2.10m/min；
步骤D中，在800℃以下的热处理得到的纤维为非晶态；在900～1000℃进行热处理所得纤维物相结构为Al4B2O9相和非晶二氧化硅。
10.一种如权利要求1-3任意一项所述具有莫来石结构的陶瓷的应用，其特征在于：其应用领域包括隔热绝缘领域、军工国防领域、航空航天领域、化工环保领域中的至少一种。
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