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如何评定多晶莫来石纤维的质量?有哪些质量指标

[ 发布日期:2017-11-03 点击:1434 来源:中钢集团洛阳耐火材料研究院乐万家彩票 【打印此文】 【关闭窗口】]
  多晶莫来石纤维(PMF)是当今国内外型的超轻质高温耐火纤维,是整个Al2O3-SiO2系陶瓷纤维中的一种,使用温度在1500—1700℃,高出玻璃态纤维200-400℃。那么如何评定多晶莫来石纤维质量呢?

  :化学组成

  从多晶莫来石纤维生产发展表明,国外已逐渐用高纯合成原料取代天然原料,以提高多晶莫来石纤维制品化学组成的纯度,即指:

  A、保证各档次多晶莫来石纤维制品组成中Al2O3、SiO2、ZrO2等高温氧化物的要求含量。例如:高纯型(1100℃)、高铝型(1200℃)纤维制品中,Al2O3 +SiO2=99%,含锆型(>1300℃)制品中SiO2 +Al2O3 +ZrO2>99%。

  B、严格控制Fe2O3、Na2O、K2O、TiO2、MgO、CaO…等有害杂质在规定含量以下。
  在某种程度下严格控制纤维制品有害杂质含量,比保证纤维制品化学组成中高温氧化物含量更为重要。非晶质纤维受热析晶、晶粒生长导致纤维性能劣化,直至失去纤维结构。高杂质含量不仅促进晶核生成和析晶,并导致液相温度和玻璃体粘度的降低,促进晶粒生长。严格控制有害杂质含量,是提高纤维制品性能,尤其是耐热性能的重要环节,杂质在结晶过程中起着自发晶核作用,不仅提高粒化速度,促进结晶。杂质在纤维接触处的烧结和聚晶,使晶粒生长速度增大,从而造成晶粒粗化,线收缩率增大,是纤维性能劣化、使用寿命降低的重要原因。

  一般天然料纤维杂质含量    3—4%

  高纯料纤维杂质含量       <1%

  第二:加热线收缩率

  加热线收缩率评定多晶莫来石纤维维制品耐热性的指标,国际统一规定采用多晶莫来石纤维制品在非荷载下加热至一定温度,保温24小时的高温线收缩率表示其耐热性能。只有按此规定测得的线收缩率值方能真正反映制品耐热性能,即指制品的持续使用温度。在此温度下,非晶体纤维结晶,晶粒没明显长大,性能稳定,富有弹性。日本观点,只要晶粒尺寸小于纤维直径,纤维性能不会产生质的变化。

  第三:导热系数

  导热系数是评定多晶莫来石纤维绝热性能的指标,也是窑炉炉壁结构设计的重要参数,如何准确确定导热系数数值,是决定炉衬结构设计合理与否的关键。导热系数取决于纤维制品的结构、体积密度、温度、环境气氛、湿度等因素的变化。

  在各种物质中,以气体导热系数数值最小,常温下空气导热系数为0.025W/M.K。工业中,气体被广泛用作绝热体。但是,只有当气体不发生对流时,才具有优良的绝热性能。静止空气是一种低导热率、低热容量的优良绝热材料,多晶莫来石纤维具有接近空气的导热率。正是因为多晶莫来石纤维是由固态纤维和空气组成的混合结构,其气孔率达到93%,大量低导热率空气充满于气孔中,并破坏了固态分子的连续网络结构,从而获得优良的绝热性能。
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