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硅酸鋁纖維及其制品的發展

   2022-05-17 子琪73
核心提示:硅酸鋁纖維又名陶瓷纖維,也稱耐火纖維。硅酸鋁纖維制品是20世紀60年代初期發展起來的一種纖維狀的輕質耐火保溫材料。

硅酸鋁纖維又名陶瓷纖維,也稱耐火纖維。硅酸鋁纖維制品是20世紀60年代初期發展起來的一種纖維狀的輕質耐火保溫材料。該產品為長纖、超細高級硅酸鋁纖維,是采用天然焦寶石為主要原料,經高溫熔化,用高速離心或噴吹等工藝方法而制成的棉絲狀無機纖維。它具有質量小、耐高溫、熱穩定性好、熱導率低、熱容小及耐機械振動等特點。在硅酸鋁纖維中加人一定量的膠粘劑等輔助材料,可制成纖維毯、氈、板、管等制品。硅酸鋁纖維及其系列制品在工業上得到了廣泛應用,廣泛適用于各行業防火、保溫、隔熱。

硅酸鋁纖維早在1941年,美國維爾考克公司開始將天然高嶺土經電弧爐熔融后噴吹成纖維。20世紀40年代后期將生產的硅酸鋁纖維用于航空工業,50年代達到工業化生產,60年代研制出多種系列制品并應用于窯爐工業。

70年代,英國的1CI公司研制出多晶氧化鋁纖維,其使用溫度可達1600℃。耐火纖維不僅可用作高溫絕熱材料,而且還可用作高級陶瓷、金屬和塑料的增強材料以及催化劑載體。

目前,國外玻璃態耐火纖維的生產幾乎均采用電阻爐作為熔化設備,采用可控硅控制自動化水平高,勞動條件優越。在成纖方法上,多數采用輥式離心機甩絲法來制取纖維。平吹工藝較少使用,但通過改進后,采用壓縮空氣二次噴吹,使纖維質量得到很大改善。還有兩輥離心加噴吹成纖工藝和平吹生產技術。

我國的耐火纖維始于70年代,其后十余年主要為電弧爐熔化平吹成纖生產工藝,產品品種較少。80年代從美國CE公司引進電阻爐熔化、三輥離心機成纖的針刺毯生產線后,我國耐火纖維的生產才開始得到較大發展,使我國具備了電阻爐連熔連甩(或吹)生產干法針刺毯的工藝和電阻爐連熔噴吹成纖連續濕法氈生產線。目前生產能力已超過1.5/年,耐火纖維生產廠家約150多個。

國內耐火纖維主要制品有不同成纖方法的普通硅酸鋁纖維的針刺毯、高純硅酸鋁纖維針刺毯、高鋁硅酸鋁纖維針刺毯、微晶硅酸鋁纖維針刺毯、含鋯纖維針刺毯、真空成型異形制品

(如氈、板、硬板、保溫冒口、護膛、管等)、耐火纖維紙、耐火纖維繩、多晶氧化鋁纖維、混合纖維制品、各種模塊、濕纖維氈等,以及不定型產品如高溫表面噴涂料、澆注料、粘結劑等。通過20多年的發展,國內纖維狀輕質耐火絕熱材料的生產和應用已形成了完整的系列。

耐火纖維按其結構形態分為非晶質(玻璃態)纖維和結晶質纖維兩大類。

非晶質(玻璃態)纖維:這類纖維是以硬質黏土熟料或工業氧化鋁粉與硅石粉合成料為原料,采用電弧爐或電阻爐熔融,經壓縮空氣噴吹(或甩絲法)成纖。由于纖維在驟冷條件下生成,其結構形態為介穩態的玻璃體,又具有纖維的強度、韌性和彈性,故稱為玻璃態纖維。其化學組成主要是三氧化二鋁(30%~50%)和二氧化硅,又稱為硅酸鋁纖維。非晶質纖維再加工成毯、氈、板、紙、繩和真空成型制品、各種預制塊及組件等。

結晶質纖維:介穩態非晶質纖維在受熱條件下,會自發析晶,向穩態晶體轉化,并生成莫來石、方石英結晶新相,同時伴隨纖維性能劣化,從而限制非晶質纖維使用溫度提高。

混配(紡)纖維:混配(紡)纖維是由兩種以上的纖維按一定比例配制而成。混配纖維既能提高使用溫度(與硅酸鋁纖維比),又降低了成本(與多晶莫來石纖維、多晶氧化鋁纖維比),可制得耐溫1300~1400℃的系列制品。


 
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