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陶瓷纤维


目前,陶瓷纤维应用的显著经济效益及应用 范围日益扩大。使陶瓷纤维的产量在主要工 业发达国家继续保持持续增长的发展势头, 其中尤以玻璃态硅酸铝纤维发展最快。随着 陶瓷纤维的应用范围扩大,陶瓷纤维制品的 生产结构也发生了改变。 陶瓷纤维新品种的开发和生产,推进了陶瓷 纤维应用技术和施工方法的发展。出现了各 种预制模块纤维炉衬、纤维浇注料炉衬、纤 维喷涂炉衬等各种新型炉衬结构及相应的施 工方法。
“电阻法喷吹成纤、干法针刺制毯”与“电阻 法甩丝成纤、干法针刺制毯”仍是国际上纤 维生产的两种典型工艺技术。由于陶瓷纤维 应用范围的广大,要求陶瓷纤维产品的功能 性方向发展,以满足特定应用领域内所需的 专用功能性产品。 陶瓷纤维的发展趋势:目前,国内外的专 业研究机构对“熔融法”生产的非晶质纤维 的研究已不再投入过多的精力,其发展主要 由各陶瓷纤维企业技术人员,对已定型的生 产工艺、工艺装备进行改进、完善;对在开 拓陶瓷纤维新应用领域需求功能性铲平、技 术应用进行专题性的研究。
2.2.2晶质纤维
晶质纤维按其化学组成和主晶相的不同可以分 为不同类型的晶质纤维。
晶质纤维分类
品名 分类温 度/℃ 使用温度 /℃
≤1400
Al 2O 3含量 主晶相
生产方 法 胶体法 制胶, 喷吹 (纺丝 或甩丝) 成纤、 高温煅 烧生成 晶质纤 维
多晶莫来石 1600 纤维 80% Al 2O3多 晶氧化铝纤 1600 维
定性陶瓷纤维
不定性陶瓷纤维
混配(纺)陶瓷纤维
3.陶瓷纤维的性质及应用
陶瓷纤维的品质取决于其性质,它是评价陶瓷纤维的质量 标准,也是选择陶瓷纤维的依据。
性质品类 性质举例
化学矿物组成 化学组成即化学成分,矿物组成是陶瓷纤维中含有的矿相
结构性质 热学性质 力学性质 使用性质 气孔率、憎水性、体积密度、真密度、透气度 热导率(导热系数)、比热容、黑度 烘干耐压轻度、烧后耐压强度、烘干抗折强度、烧后抗折 强度、高温蠕变性、抗拉强度 耐热性和加热线收缩变化、抗热震性、抗风蚀性能、回弹 性、化学稳定性、隔音性能、电气性能、纤维直径(细 度)、可塑性、结合性
散状陶瓷纤维
多孔、富有弹性、松散 各类散状陶瓷纤维棉 状隔热填充料 由散状纤维加工而成的 陶瓷纤维毯、毡、板、 多孔定行陶瓷纤维二次 纸、模块、异形制品、 制品 纺织制品 以散状纤维为骨料与黏 陶瓷纤维可塑料、浇注 结剂、添加剂配制成的 料、捣打料、喷涂料及 多孔不定行纤维制品 涂抹料 由晶质纤维与非晶质纤 各种混配(纺)纤维制 维按一定比例配制成的 品 多孔定型陶瓷纤维制品
80%Al 2O3 多 晶氧化铝纤 1600 维
72-74 80
莫来石 莫来石,少量
δ- Al 2O3 Θ- Al 2O 3 δ- Al 2O3 Θ- Al 2O 3 少量α- Al 2O 3
≤ 1500
≤ 1500
95 98
多晶氧化锆 纤维
1600
1600
六方晶体、四 方晶体
陶瓷纤维按形态分类
类别 特征 举例

陶瓷纤维按其矿物组分分为:玻璃态纤维、 多晶纤维
玻璃态纤维的生产采用“电阻法喷吹(或甩丝)
成纤、干法针刺制毯”工艺 多晶纤维的生产采用“胶体法喷吹(或甩丝) 成纤、高温热处理工艺”
陶 瓷 纤 维 异 型 制 品
陶瓷纤维垫片
2陶瓷纤维的分类
陶瓷纤维发展非常迅速,种类繁多,可以 从不同的角度进行分类。

7、高温电器绝缘。
8、防火门、防火帘、灭火毯、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ陶瓷纤维毛巾
接火花用垫子和隔热覆盖等防 火缝制品。 9、航天、航空工业用的隔热、 保温材料、制动摩擦衬垫。 10、深冷设备、容器、管道的 隔热、包裹。 11、高档写字楼中的档案库、 金库、保险柜等重要场所的绝 热、防火隔层,消防自动防火 帘
陶瓷纤维
1.陶瓷纤维概述

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料,具有重量 轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐 机械震动等优点。。目前陶瓷纤维材料已在冶金、
机械、石油、化工、电子、船舶、交通运输及轻工
业等工业部门得到广泛应用,并用于宇航及原子等 尖端科学技术。世界主要工业发达国家都竞相发展 陶瓷纤维工业,目前世界陶瓷纤维年总产量已突破 30万吨。
2.1按微观结构分类(最常用方法) 非晶质(玻璃态)纤维、结晶质纤维 2.1.1非晶质(玻璃态)纤维 非晶质(玻璃态)物质,是物质由熔融的液 态在骤冷条件下形成的一种无定形固态。
室温下纤维状玻璃态物质是级稳定的, 并且有一定的强度和弹性。但在受热时,由 于黏度降低产生质点在排列过程,即玻璃态 物质生成晶体的结晶过程。随着纤维晶量增 大、晶粒生长及由纤维接触处的“烧结”, 造成纤维性能劣化,直至失去纤维结构。玻 璃态纤维结晶过程中的经历生长速率,是决 定纤维耐热性的关键。
4.2陶瓷纤维的发展趋势
产品品种: 进入20世纪90年代,一些大的陶瓷 纤维生产企业为增强企业竞争力以及企业的抗风 险能力,进行了较大动作的改革,纷纷开发出了 性能更高、纯度更高、更易制备的陶瓷纤维。如 :杜邦公司生产的多晶氧化铝连续纤维、PRDZrO 2的混晶连续纤维。美国3M公司也 166 Al 2O3、 开发了牌号为Nextel610、Nextel440、 Nextel550、Nextel312等多种长丝连续纤维,并 且具有非常好的柔韧弹性和极高的抗拉强度,可 在1300℃以上长期使用。 陶瓷纤维工艺技术:提高陶瓷纤维生产原料纯 度,发展大生产能力纤维工艺技术,是陶瓷纤维 技术发展的一个重要特征。
4陶瓷纤维的发展现状及发展趋势
4.1陶瓷纤维的发展现状
陶瓷纤维最早出现于1941年,美国巴布考克.维 尔考克斯公司用于天然高岭土经电弧熔融后喷吹 成纤维。20世纪40年代后期,美国两家公司生产 硅酸铝系列纤维,并首次将其用于航空工业。20 世纪50年代陶瓷纤维投入工业化生产,60年代研 制出多种制品,并用于工业窑炉壁衬。1973年, 出现能源危机后,陶瓷纤维在世界范围内得到了 迅速发展。

陶瓷纤维的大规模探索性研究主要集中在以 下方面:
晶质氧化铝连续纤维的开发 复合材料生产用新型纤维增强体的开发 纳米结构晶质氧化铝连续纤维的开发
近几年由于全球能源价格的不断上涨 、节能已成为中国国家战略的背景下,比 隔热砖与浇筑料等传统耐材节能达10-30% 的陶瓷纤维在中国国内得到了更多更广的 应用,发展前景十分看好。
陶瓷磨料砂带
主要应用
1、各种隔热工业窑炉的炉门密封、炉口幕帘。 2、高温烟道、风管的衬套、膨胀的接头。 3、石油化工设备、容器、管道的高温隔热、保温。 4、高温环境下的防护衣、手套、头套、头盔、靴 等。 5、汽车发动机的隔热罩、重油发动机排气管的包 裹、高速赛车的复合制动摩擦衬垫。 6、输送高温液体、气体的泵、压缩机和阀门用的 密封填料、垫片。
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