論陶瓷纖維的加工

1、論陶瓷纖維的加工策略論陶瓷纖維的加工策略機(jī)自機(jī)自1204 1204 戚成峰戚成峰 10401124171040112417陶瓷纖維介紹 陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，它的直徑一般為25 m，長度多為30250mm，纖維表面呈光滑圓柱形。由于其重量輕、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱率低、比熱小及耐機(jī)械震動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、電子等行業(yè)。在全球能源價(jià)格上漲的國際背景以及中國國家戰(zhàn)略背景下，陶瓷纖維在中國得到了更多更廣的應(yīng)用，發(fā)展前景十分看好。 陶瓷纖維的分類 陶瓷纖維的制備 陶瓷纖維的應(yīng)用陶瓷纖維的分類 陶瓷纖維分類方法很多，根據(jù)其使用的功能一般可以分為兩類： 1

2、、耐高溫陶瓷纖維 耐火材料以其容重低，導(dǎo)熱系數(shù)小，熱穩(wěn)定性好，耐高溫等優(yōu)良特性，成為耐火、保溫、隔熱、隔音和防火的優(yōu)選材料。耐火陶瓷纖維常見的纖維化方法有熔融纖維化法和化學(xué)纖維化法。 2、 功能陶瓷纖維 功能陶瓷纖維具有有機(jī)纖維所不能比擬的抗氧化功能以及獨(dú)特的電學(xué)和光學(xué)性能。表1列出了部分功能陶瓷纖維的種類及性能。 功能性陶瓷纖維包括以添加碳化鋯陶瓷粉為主蓄熱保溫纖維，加入無機(jī)抗紫外線陶瓷纖維粉的防太陽光紫外線熱線纖維，由羥基磷灰石Ca(PO2)6(OH)2陶瓷性陶瓷粉制成的可過濾病毒的非織布，通過聚合物中添加具有吸附功能的陶瓷粉制成的抗菌防臭纖維，功能性含陶瓷導(dǎo)電纖維等。這類導(dǎo)電纖維一般采用

3、復(fù)合紡絲法制得，多為皮芯結(jié)構(gòu)。陶瓷纖維的制備 陶瓷纖維的制備方法很多，這些方法有各自的特點(diǎn)，使用于不同陶瓷纖維制品的制備，各種方法比較見表 2。陶瓷纖維的應(yīng)用1 、高溫絕熱材料和耐火材料 陶瓷纖維的用途很多，可用作工業(yè)窯爐的絕熱和耐火材料、高溫高壓蒸汽管道的絕熱材料、高溫密封絕熱材料、高溫吸聲材料、耐火建筑用材和防火材料、原子反應(yīng)堆內(nèi)襯材料等。根據(jù)其化學(xué)組分和結(jié)構(gòu)形態(tài)的不同，其安全使用溫度從600至1300。陶瓷纖維之所以具有良好的隔熱作用是由它的結(jié)構(gòu)決定的。陶瓷纖維的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)是固態(tài)纖維與空氣組成的混合結(jié)構(gòu)，其顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是固相和氣相都是以連續(xù)相的形式存在。在這種結(jié)構(gòu)中，固態(tài)物質(zhì)以纖維狀形

4、式存在，并構(gòu)成連續(xù)相骨架，氣相則連續(xù)存在于纖維材料的骨架間隙之中，氣孔中的空氣具有良好的隔熱作用。2 、過濾材料 陶瓷纖維具有強(qiáng)度高、抗熱沖擊性好、耐化學(xué)腐蝕等特點(diǎn)，是一種理想的高溫過濾材料。近年來已經(jīng)使用陶瓷纖維成功開發(fā)出各種過濾器，廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、金屬冶煉廠和化工廠的消煙除塵中，還可用于消除柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的有害物質(zhì)。3 、填密材料和摩擦材料 用硅酸鋁纖維、丁腈橡膠、無機(jī)粘結(jié)劑、云母和非膨脹蛭石可以 制得一種無石棉的高溫填密材料；用陶瓷纖維、高鋁水泥、合成橡膠和吸水聚合物還可以制得一種在水中具有良好粘接性能的耐水密封材料。陶瓷纖維同玻璃纖維、巖棉一樣，可以用來制造無石棉摩擦材料。這類

5、摩擦材料具有摩擦系數(shù)穩(wěn)定、耐磨性良好和噪音低等特點(diǎn)。4 、絕熱涂料 陶瓷纖維用作高溫絕熱涂料的網(wǎng)架材料可以改善涂料的強(qiáng)度、減少收縮率、降低容重和增加絕熱效果。陶瓷纖維與耐熱結(jié)合劑等組成的噴涂涂料可用專門的噴射設(shè)備進(jìn)行噴涂施工。涂料可以直接噴涂在工業(yè)爐爐壁上形成爐襯，也可以噴涂在建筑鋼材上形成耐火涂層。5 、鐵電壓電材料 LiNbO3 是一種重要的鐵電壓電材料，可用于SAW 器件和電光器件中，LiNbO3 單晶纖維可用作電光調(diào)制器、諧波發(fā)生器和參量振蕩器。非晶PbTiO3 纖維可用于非線性光學(xué)領(lǐng)域，而結(jié)晶的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PbTiO3 纖維可用于熱釋電傳感器件。PZT 是最重要的鐵電壓電材料，是目前應(yīng)用最廣泛的壓電鐵電陶瓷纖維，它在超聲材料、智能材料等方面有著很大的應(yīng)用潛力。6 、高溫超導(dǎo)材料 納米磁性涂層陶瓷纖維表面的磁性涂層具有納米結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的電、磁性能。該纖維還具有柔軟性能好以及可進(jìn)行二維、三維編織等特點(diǎn)，是優(yōu)良的功能和結(jié)構(gòu)纖維，在制備耐高溫、異型微傳感器、磁電測量器件、磁光器件、智能高性能混凝土、防電磁干擾高性能混凝土和智能、防電磁干擾復(fù)合材料以及結(jié)構(gòu)吸波材料等方面具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。7 、增強(qiáng)材料 由于陶瓷纖維具有高強(qiáng)度，高耐熱性，它還與樹脂具有較