DOI:10.1016/j.ceramint.2020.06.044

通过常压等离子体辅助煅烧（PAC）制备了陶瓷氧化铝纳米纤维。使用特殊类型的共面介质阻挡放电法，通过在环境空气中产生的等离子体对电纺聚乙烯吡咯烷酮/丁醇铝纤维进行预处理。采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、能量色散X射线能谱仪和X射线衍射仪研究了等离子体对获得的陶瓷纳米纤维的纤维及结构、化学和结晶性能的影响。通过热重分析和差热分析探究了未经处理和经等离子体处理的样品的热行为。由PAC制备的陶瓷纤维表现出合适的化学组成、更高的孔隙率、更长的纤维长度和更好的结晶性能，同时简化了烧结工艺。纤维的等离子体预处理可缩短后续的热处理时间、降低所需温度，并避免缓慢的温度升高，以防止通过聚合物模板技术制备陶瓷纤维时典型的纤维结构退化。

图1：未处理和经等离子体处理的聚合物/前驱体纤维样品的XPS化学成分（A），以及未处理和30分钟处理的纤维的去卷积C 1s峰（B）。

图2：纤维上化学元素的XPS深度分布图（A），将未处理和经等离子体处理30分钟的纤维中碳含量归一化为C 1s组分（B）。

图3：样品中碳与铝、氧与铝的原子比与等离子体暴露时间的关系。表中：等离子体中不同暴露时间后样品的化学成分。

图4：在不同暴露时间下经过等离子体处理的纤维的SEM图像。

图5：未经处理和经等离子体处理10和30分钟的样品的TGA曲线（A），未经处理和经10和30分钟处理样品的重量差（B），未经处理和经等离子体处理30分钟的纤维的DTA分析（C）。

图6：以受控的加热速率进行热煅烧制备的纤维（由制造商提供）以及经等离子体处理和未经处理的未在可控加热速率下煅烧的纤维的SEM图像。

图7：通过常规热煅烧制备的陶瓷氧化铝纤维，以及经等离子体处理和未经处理的未在可控加热速率下煅烧的纤维的X射线衍射分析。