陶瓷纖維課件

陶瓷纖維簡介陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有重量輕、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)，因而在機(jī)械、冶金、化工、石油、陶瓷、玻璃、電子等行業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用．近幾年由于全球能源價(jià)格的不斷上漲、節(jié)能已成為中國國家戰(zhàn)略的背景下，比隔熱磚與澆筑料等傳統(tǒng)耐材節(jié)能達(dá)10-30%的陶瓷纖維在中國國內(nèi)得到了更多更廣的應(yīng)用，發(fā)展前景十分看好。陶瓷纖維的發(fā)展早在1941年,美國巴布考克·維爾考克斯公司就利用天然高嶺土經(jīng)電弧爐熔融后噴吹成了陶瓷纖維。20世紀(jì)40年代后期,美國有兩家公司生產(chǎn)硅酸鋁系纖維,并第1次將其用于航空工業(yè)。進(jìn)入50年代,陶瓷纖維已正式投入工業(yè)化生產(chǎn),到了60年代,已研制開發(fā)出多種陶瓷纖維制品,并開始用于工業(yè)窯爐的壁襯。1973年全球出現(xiàn)能源危機(jī)后,陶瓷纖維獲得了迅速的發(fā)展,其中以硅酸鋁系纖維發(fā)展最快,每年以10％~15％的速度增長。美國和加拿大是陶瓷纖維的生產(chǎn)大國,年產(chǎn)量達(dá)到了10萬t左右,約占世界耐火纖維年總產(chǎn)量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產(chǎn)量位于第三,年產(chǎn)量達(dá)到6萬t左右。在年產(chǎn)30萬t的陶瓷纖維中,各種制品的比例大致為:毯和纖維模塊45％;真空成型板、氈及異形制品25％;散狀纖維棉15％:纖維繩、布等織品6％;纖維不定形材料6％:纖維紙3％。陶瓷纖維的性質(zhì)結(jié)構(gòu)

陶瓷纖維的直徑一般為2μm~5μm,長度多為30mm~250mm,纖維表面呈光滑的圓柱形,橫截面通常是圓形。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是氣孔率高（一般大于90％）,而且氣孔孔徑和比表面積大。由于氣孔中的空氣具有良好的隔熱作用,因而纖維中氣孔孔徑的大小及氣孔的性質(zhì)（開氣孔或閉氣孔）對其導(dǎo)熱性能具有決定性的影響。實(shí)際上,陶瓷纖維的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)是一種由固態(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)在固相和氣相都是以連續(xù)相的形式存在,因此,在這種結(jié)構(gòu)中,固態(tài)物質(zhì)以纖維狀形式存在,并構(gòu)成連續(xù)相骨架,而氣相則連續(xù)存在于纖維材料的骨架間隙之中。正是由于陶瓷纖維具有這種結(jié)構(gòu),使其氣孔率較高、氣孔孔徑和比表面積較大,從而使陶瓷纖維具有優(yōu)良的隔熱性能和較小的體積密度。陶瓷纖維的制備1化學(xué)氣相反應(yīng)法

化學(xué)氣相反應(yīng)（CVR）法是以B2O3為原料,經(jīng)熔紡制成B2O3纖維,再置于較低的度和氨氣中加熱,使B2O3與氨氣反應(yīng)生成硼氨中間化合物,再將這種晶型不穩(wěn)定的纖維在張力下進(jìn)一步在氨氣或氨與氮的混合氣體中加熱至1800℃,使之轉(zhuǎn)化成BN纖維,其強(qiáng)度可高達(dá)2.1GPa,模量可達(dá)345GPa。

2化學(xué)氣相沉積法

化學(xué)氣相沉積（CVD）法系由鎢芯硼纖維氮化而成。制造時(shí),先將硼纖維加熱至560℃進(jìn)行氧化,再將氧化纖維置于氨中加熱至1000℃~1400℃,反應(yīng)約6h后即可制得BN纖維。3聚合物前軀體法

聚合物前軀體法是由聚硼氮烷熔融紡絲制成纖維后進(jìn)行交聯(lián),生產(chǎn)不熔化的纖維.再經(jīng)裂解制成纖維。

陶瓷纖維的應(yīng)用領(lǐng)域陶瓷纖維是一種新型纖維狀輕質(zhì)耐火材料，應(yīng)用領(lǐng)域很廣，主要用于金屬基和陶瓷基復(fù)合材料和隔熱功能材料，如應(yīng)用于航空、航天和其它要求耐高溫和較好力學(xué)性能的部件，包括燒蝕材料(如宇航器重返大氣層的隔熱罩、火箭頭錐體、噴嘴、排氣口和隔板等)。此外，還可應(yīng)用于熔融金屬或高溫氣液體的過濾材料和耐極高溫的絕熱材料等。陶瓷纖維在玻璃陶瓷工業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，由于陶瓷纖維的使用，爐窯設(shè)備變得更加有效和環(huán)保。玻璃退火爐,玻璃熔爐，高溫實(shí)驗(yàn)爐，輥道窯,梭式窯,隧道窯,特種陶瓷燒成爐。陶瓷工業(yè)窯爐背襯、壁襯、襯里材料。電加熱爐的背襯絕熱。陶瓷梭式窯、隧道窯、混道窯的背襯等。隨著電子電器工業(yè)的迅速發(fā)展，相當(dāng)多的產(chǎn)品中使用了陶瓷纖維，電子器件焙燒爐、磁性材料燒結(jié)爐，變壓器、電機(jī)、互感器、電容器、斷路器、穩(wěn)壓器、防爆電器、電線、電纜、電焊機(jī)、儀器、儀表以及航天、成套設(shè)備、高低壓電器、家用電器等諸多領(lǐng)域。陶瓷纖維的產(chǎn)品陶瓷纖維棉產(chǎn)品特點(diǎn):在高溫狀態(tài)下仍松散柔軟且具有良好的彈性良好的熱穩(wěn)定性，高溫收縮小，低熱容

低導(dǎo)熱率，良好的隔熱性能

良好的化學(xué)穩(wěn)定性，抗侵蝕性

良好的抗熱震，吸音性能

安裝簡便

陶瓷纖維棉由高純度的硅酸鋁原料熔融后，采用噴吹法或甩絲法制造而成。陶瓷纖維棉是陶瓷纖維系列制品的基礎(chǔ)材料。陶瓷纖維毯：陶瓷纖維毯由特制陶瓷纖維長絲經(jīng)特別的雙面針刺工藝加工而成。

產(chǎn)品特點(diǎn):由雙面針刺而成，提高了纖維交織程度與抗分層性能低導(dǎo)熱率，良好的隔熱性能，高溫收縮小低容重，低熱容，大大縮短了窯爐的升溫與降溫時(shí)間良好的抗拉強(qiáng)度良好的化學(xué)穩(wěn)定性，抗侵蝕性良好的抗熱震，吸音性能裁剪與安裝簡便陶瓷纖維紙

陶瓷纖維紙以陶瓷纖維為主要原料，采用濕法成型工藝制成。纖維紙厚度均勻，表面平整，柔韌性好，可進(jìn)行剪切或沖切加工成特需規(guī)格的制品。產(chǎn)品特點(diǎn):低導(dǎo)熱率，低熱容，良好的隔熱性能

良好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐侵蝕，電絕緣性好

優(yōu)良的彈性和柔韌性，便于加工安裝

良好的熱穩(wěn)定性，抗熱震性

良好的隔音性能，機(jī)械強(qiáng)度

不含石棉

陶瓷纖維組塊陶瓷纖維組塊是由經(jīng)驗(yàn)豐富的技師將纖維毯預(yù)先折疊或切塊層疊，再由專業(yè)設(shè)備壓制而成，確保了組塊的各方向的尺寸精度與平整度產(chǎn)品特點(diǎn):低容重，低熱容，大大縮短了窯爐的升溫與降溫時(shí)間

低導(dǎo)熱，有效地節(jié)約了爐內(nèi)的燃料成本

良好的抗熱震性

抗氣流沖刷

良好的機(jī)械強(qiáng)度

內(nèi)裝金屬錨固件，安全性能好

安裝簡便

陶瓷纖維真空成型件陶瓷