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氧化铝纤维的生产工艺和应用特点

[ 发布日期:2017-07-26 点击:1244 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】]
  氧化铝纤维是一种新型无机材料,有优异的高温力学性能,好的抗化学侵蚀能力、低的导热率等特点。氧化铝纤是当今世界型的超轻质高温耐火纤维,是整个A1203一Si02系陶瓷纤维中的一种,使用温度在1500-1600C,高出玻璃态纤维200-300C。 
  
  1、氧化铝纤维的生产工艺 
  
  氧化铝纤维一般是采用化学“胶体法”制取的,是按形成单一晶体— 莫来石(3A1203,2SiO2)进行化学配方的,化学成分是:A1203 95% ,SIO2 5%。其原理是将可溶性铝、硅制成具有一定粘度的胶体溶液。用常规方法对液体甩丝,再经高温热处理完成晶相转变,制得多晶氧化铝纤维。所制得的纤维棉(散状)可作高温部位夹层的填充料,将散棉用湿法真空成形可制得混配纤维系列品种,如板、毡、砖、标异预制件、模块、组合部件等。 
  
  2、氧化铝纤维的应用 
  

  氧化铝纤维主要用于高温绝热材料(短纤维)和增强复合材料(长纤维),可以编织成无纺布、编织带、绳索等各种形状的纤维制品。可广泛应用于治金、机械、电子、陶瓷、化工、航天等高温工业窑炉及其他热工设备的内衬绝热。以达到节能增产,延长炉体寿命,改善工作环境之目的。 


  
  (1) 耐高温绝热材料 
  
  莫来石纤维是氧化铝基纤维的主要品种,在结构上主要是以莫来石微晶相的形式存在。与一般氧化铝基纤维相比,莫来石纤维具有更好的
  
  耐高温性,使用温度在1500---1600`-,特别是高温抗蠕变性和抗热震性均有很大提高,是当今国内外型的超轻质高温耐热纤维。莫来石短纤维作为耐热材料,在航天工业上已得到重要应用。美国航天飞机已采用硼硅酸铝纤维来制造隔热瓦和柔性隔热材料。美国“哥伦比亚”号航天飞机隔热板衬垫用的是s a f ill氧化铝纤维,当航天飞机由太空返回大气层时,由于S a f f i l氧化铝纤维能经受1600℃的高温,这种衬垫会防止热通过隔热板之间的间隙进入防热罩内。莫来石纤维与陶瓷基体界面热膨胀率和导热率非常接近,莫来石纤维的加入可以提高陶瓷基体的韧性、增加冲击强度,在耐热复合材料的开发中发展很快。采用连续莫来石纤维增强的金属基与陶瓷基复合材料,可用于超音速飞机,也可制造液体火箭发动机的喷管和垫圈,能在2200℃以上使用。
  
   (2) 增强复合材料 
  
  由于氧化铝纤维与金属基体的浸润性好,界面反应较小,其复合材料的力学性能、耐磨性、硬度均有提高,热膨胀系数降低。目前,氧化铝纤维增强的金属基复合材料已在汽车活塞槽部件中得到应用。另外,氧化铝纤维增强金属基复合材料还可用于高负荷的机械零件和高温高速旋转零件以及由于轻量化而要求的高功能构件,如汽车连杆、传动轴、刹车等零件及直升飞机的传动装置等。 
  
  (3) 耐化学腐蚀材料 
  
  氧化铝纤维由于其良好的耐化学腐蚀性能 可用于环保和再循环技术领域。如焚烧电子废料的设备,历经多年运转,氧化铝纤维仍显示出其优良的抗炉内各种有害物的腐蚀性能,可用于汽车废气设备上作陶瓷整体衬,其特点是结构稳定。
  
  氧化铝纤维可用于铝合金活塞,它的优点是当温度上升时膨胀较小,比纯合金减少约25 ,使活塞和汽缸之间吻合好,可节省燃料。氧化铝纤维由于具有许多优良的性能,广泛应用于各领域。我国研究和开发氧化铝纤维无论在国防军工还是工业领域都具有重要意义。
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