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Influence of Solution Properties and Process Parameters on the Formation and Morphology of YSZ and NiO Ceramic Nanofibers by Electrospinning

机译：溶液性质和工艺参数对YSZ和NiO陶瓷纳米纤维电纺丝形貌的影响

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The fabrication process of ceramic yttria-stabilized zirconia (YSZ) and nickel oxide nanofibers by electrospinning is reported. The preparation of hollow YSZ nanofibers and aligned nanofiber arrays is also demonstrated. The influence of the process parameters of the electrospinning process, the physicochemical properties of the spinning solutions, and the thermal treatment procedure on spinnability and final microstructure of the ceramic fibers was determined. The fiber diameter can be varied from hundreds of nanometers to more than a micrometer by controlling the solution properties of the electrospinning process, while the grain size and surface roughness of the resulting fibers are mainly controlled via the final thermal annealing process. Although most observed phenomena are in qualitative agreement with previous studies on the electrospinning of polymeric nanofibers, one of the main differences is the high ionic strength of ceramic precursor solutions, which may hamper the spinnability. A strategy to control the effective ionic strength of precursor solutions is also presented.
机译：报道了通过静电纺丝制备氧化钇稳定的氧化锆（YSZ）和氧化镍纳米纤维的过程。还演示了中空YSZ纳米纤维和排列的纳米纤维阵列的制备。确定了静电纺丝工艺参数，纺丝溶液的理化性质以及热处理工艺对陶瓷纤维的可纺性和最终微观结构的影响。通过控制电纺丝工艺的溶液特性，纤维直径可以从数百纳米到一微米以上不等，而所得纤维的晶粒尺寸和表面粗糙度主要通过最终的热退火工艺来控制。尽管大多数观察到的现象与聚合纳米纤维的电纺丝方面的先前研究在质量上吻合，但主要区别之一是陶瓷前体溶液的高离子强度，这可能会影响可纺性。还提出了一种控制前体溶液有效离子强度的策略。

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