《Materials Today Chemistry》：Aluminum precursor engineering enables high-strength continuous mullite fibers
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同步水解-聚缩合工艺提高了溶胶的均匀性，并防止了缺陷的产生。
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优化后的前驱体溶液具有良
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同步水解-聚缩合工艺提高了溶胶的均匀性，并防止了缺陷的产生。
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优化后的前驱体溶液具有良好的可纺性和干纺稳定性。
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莫来石纤维中的结构缺陷显著减少，从而得到了柔韧且高性能的纤维。
引言
莫来石作为一种高温陶瓷材料，因其低热膨胀系数和导热性以及优异的热稳定性和化学稳定性而备受关注[1]、[2]。然而，陶瓷材料本身的脆性严重限制了其在大规模工程中的应用[3]。与块状或致密陶瓷相比，连续陶瓷纤维具有更高的柔韧性、可编织性和结构适应性，同时仍保持优异的高温耐受性，这使得它们成为高温纺织品和陶瓷基复合材料（CMCs）增强材料的理想候选材料[4]、[5]。
先前的研究表明，溶胶-凝胶前驱体的组成[6]、固含量[7]和流变行为对连续纤维的形成起着决定性作用[8]、[9]。在干纺过程中，通过溶剂蒸发和机械拉伸的协同作用生成连续的前驱体纤维[7]、[10]、[11]。迄今为止，已经开发出了多种可纺前驱体系统，这些系统结合了铝源（如异丙氧化铝（AIP）、硝酸铝（AN）和六水合氯化铝（AC））与硅源（如正硅酸四乙酯（TEOS）或硅胶），以及纺丝添加剂（如聚乙烯醇（PVA）和聚乙烯氧化物（PEO）[6]、[12]、[13]、[14]、[15]。
然而，大多数现有研究依赖于固定的前驱体配方，并主要集中在热处理优化或掺杂改性上，以改善莫来石纤维的结构和性能[11]、[16]、[17]、[18]、[19]、[20]、[21]、[22]。相比之下，前驱体化学本身的影响，特别是复合铝源对溶胶-凝胶过程和纤维形成行为的协同效应，仍然知之甚少。这一限制阻碍了前驱体系统的合理设计以及高性能连续莫来石纤维的可控制备。
本研究构建了一种AIP/AC-TEOS前驱体系统，用于干纺连续莫来石纤维（图1a），旨在通过铝前驱体工程来提高纤维性能。通过调节铝源中AIP的比例，系统地研究了其对前驱体均匀性、稳定性和流变行为的影响。此外，阐明了AIP比例在决定莫来石纤维微观结构和机械性能方面的调节作用。结合热处理优化，建立了前驱体状态、纤维结构和机械性能之间的明确关联（图1b–d）。这项工作为前驱体化学调控提供了新的见解，并为高性能连续莫来石纤维的可控制备提供了理论基础。
章节片段
材料与化学品
聚乙二醇（PEG，Mw = 8,000,000）和乙酸（CH3COOH）购自上海Titan Scientific Co., Ltd。六水合氯化铝（AC，AlCl3·6H2O）购自华药化学试剂有限公司。异丙氧化铝（AIP，C9H21AlO3）由上海Aladdin生化科技有限公司提供。正硅酸四乙酯（TEOS）由上海Meryer生化科技有限公司提供。
连续莫来石纤维的制备
前驱体溶液的制备：首先，准备5克去离子水...
AIP比例对前驱体溶液稳定性和演变的影响
在溶胶-凝胶体系中，前驱体组成对体系的结构演变和稳定性起着关键作用。为了阐明AIP/AC比例的调节作用，系统研究了不同AIP比例的前驱体溶液在老化前后的外观、粒径演变和流变行为。含有0%和100% AIP的前驱体溶液在制备后立即呈现出明显的乳白色，而含有其他比例的则...
结论
总之，本研究提出了一种铝前驱体工程策略，通过调节AIP/AC比例和热处理条件来调控连续莫来石纤维的前驱体状态、微观结构和机械性能。结果表明，AIP比例对前驱体溶液的均匀性、稳定性和可纺性有显著的调节作用，从而影响了纤维的形态、结晶行为和最终的机械性能。
CRediT作者贡献声明
李慧婷：写作 – 审稿与编辑、原始草案撰写、数据可视化、方法学研究、调查、数据分析、概念构建。 卢振妍：写作 – 审稿与编辑、调查、数据分析。 潘志毅：写作 – 审稿与编辑、数据分析。 陈骏超：写作 – 审稿与编辑、数据分析。 程三全：写作 – 审稿与编辑、数据分析。 谭志坚：写作 – 审稿与编辑、数据分析。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金（项目编号：52422312、U23B2079）的支持。
李慧婷|卢振妍|潘志毅|陈骏超|程三全|谭志坚|杨胜远|刘红梅|贾超|朱美芳
