谁知道陶瓷纤维

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料,具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点,因而在机械、冶金、化工、石油、交通运输、船舶、电子及轻工业部门都得到了广泛的应用,在航空航天及原子能等尖端科学技术部门的应用亦日益增多.发展前景十分看好。陶瓷纤维在我国起步较晚,但一直保持着持续发展的势头,生产能力不断增加,并实现了产品系列化,我国已发展成为世界陶瓷纤维生产大国。

陶瓷纤维的现状及发展趋势

早在1941年,美国巴布考克·维尔考克斯公司就利用天然高岭土经电弧炉熔融后喷吹成了陶瓷纤维。20世纪40年代后期,美国有两家公司生产硅酸铝系纤维,并第1次将其用于航空工业。进入50年代,陶瓷纤维已正式投入工业化生产,到了60年代,已研制开发出多种陶瓷纤维制品,并开始用于工业窑炉的壁衬。1973年全球出现能源危机后,陶瓷纤维获得了迅速的发展,其中以硅酸铝系纤维发展最快,每年以10%~15%的速度增长。美国和加拿大是陶瓷纤维的生产大国,年产量达到了10万t左右,约占世界耐火纤维年总产量的1/3。欧洲的陶瓷纤维产量位于第三,年产量达到6万t左右。在年产30万t的陶瓷纤维中,各种制品的比例大致为:毯和纤维模块45%真空成型板、毡及异形制品25%散状纤维棉15%:纤维绳、布等织品6%纤维不定形材料6%:纤维纸3%。

陶瓷纤维制品的应用领域主要是加工工业和热处理工业(工业窑炉、热处理设备及其它热工设备),其消耗量约占40%,其次是钢铁工业,其消耗量约占25%。国外在提高陶瓷纤维产量的同时,注意研制开发新品种,除1000型、1260型、1400型、1600型及混配纤维等典型陶瓷纤维制品外,近年来在熔体的化学组分中添加ZrO2、Cr2O3等成分,从而使陶瓷纤维制品的最高使用温度提高到1300℃。此外,有些生产企业还在熔体的化学组分中添加CaO、MgO等成分,研制开发成功多种新产品。如可溶性陶瓷纤维含62%~75%Al2O3的高强陶瓷纤维及耐高温陶瓷纺织纤维等。因此,目前在国外陶瓷纤维的应用带来了十分显著的经济效益,导致陶瓷纤维的应用范围日益扩大,一些主要工业发达国家的陶瓷纤维产量继续保持持续增长的发展势头,其中尤以玻璃态硅酸铝纤维的发展最为迅速。同时,随着陶瓷纤维应用范围的不断扩大,导致陶瓷纤维制品的生产结构随之发生重大改变.如陶瓷纤维毯(包括纤维块)的产量由过去占陶瓷纤维产量的70%下降至45%陶瓷纤维深加工制品(如纤维绳、布等纤维制品)、纤维纸、纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料的产量大幅度增长,接近于陶瓷纤维产量的15%。陶瓷纤维新品种的开发生产和应用,大大促进了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。

我国陶瓷纤维生产起步较晚,在20世纪70年代初期,才先后在北京耐火材料厂和上海耐火材料厂研制成功并投入批量生产。其后10余年主要以“电弧炉熔融、一次风喷吹成纤、湿法手工制毡”的工艺生产陶瓷纤维制品,工艺落后,产品单一。自1984年首钢公司耐火材料厂从美国CE公司引进电阻法甩丝成纤陶瓷纤维针刺毯生产线后.至1987年,又有河南陕县电器厂、广东高明硅酸铝纤维厂和贵阳耐火材料厂分别从美国BW公司和Ferro公司引进了3条不同规模、不同成纤方法的陶瓷纤维针刺毯生产线及真空成型技术,从此改变了我国陶瓷纤维生产工艺、生产设备落后和产品单一的面貌。

自1986年开始.我国通过对引进的陶瓷纤维生产设备和工艺消化、吸收,并结合国情研制、设计建成了不同类型的电阻法甩丝(或喷吹)成纤干法针刺毯生产线82条,安装在45家企业内。年产量已达到10万t以上,成为世界最大的生产国。产品品种多样化.除批量生产低温型、标准型、高纯型、高铝型等多种陶瓷纤维针刺毯及超轻质树脂干法毡(板)外.还可生产14%~17%ZrO2的合锆纤维毯。其使用温度可达1300℃以上。

20世纪80年代末期,日本直井机织公司、车铁及英特莱等机织品公司相继在北京投资建成了陶瓷纤维纺织品专业生产企业,并批量生产陶瓷纤维布、带、扭绳、套管、方盘根等陶瓷纤维纺织品,纤维织品生产所需的散状纤维棉及工艺装备均已实现了国产化。90年代初,北京、上海、辽宁鞍山、山东、河南三门峡等地先后从美国、法国、日本等国引进了陶瓷纤维的喷涂技术和设备并在冶金、石化部门工业窑炉上应用了陶瓷纤维喷涂炉衬,节省了能耗,取得了良好的经济效益,现已得到了普遍推广,并在冶金、石化和机械等部门工业炉和加热装置中的应用取得了成功的经验。与陶瓷纤维喷涂技术同步发展的陶瓷纤维浇注料、可塑料、涂抹料等纤维不定形材料,不仅已建有国内生产企业,而且已在各类工业窑炉、加热装置和高温管道上推广应用。

因此,目前我国陶瓷纤维已处于持续调整发展的阶段,陶瓷纤维的生产工艺与设备,尤其是干法针刺毯的生产工艺与设备具有世界先进水平,含铬、含锆硅酸铝纤维板,多晶氧化铝纤维,多晶莫耒石纤维及混配纤维制品等新型陶瓷纤维与制品相继开发成功,并投放了工业化生产,使纤维状轻质耐火材料构成了完整的系列产品。陶瓷纤维应用范围的不断扩大,致使高强度、抗风蚀硬性纤维壁衬应用日益普及。同时,陶瓷纤维生产技术的发展,也大大推动了陶瓷纤维的应用技术和施工方法的发展。

陶瓷纤维的化学组成与结构性质

1 陶瓷纤维的化学组成

陶瓷纤维的化学组成见表1所示。

表1 陶瓷纤维的化学组成

2 陶瓷纤维的结构性质

陶瓷纤维的直径一般为2μm~5μm,长度多为30mm~250mm,纤维表面呈光滑的圆柱形,横截面通常是圆形。其结构特点是气孔率高(一般大于90%),而且气孔孔径和比表面积大。由于气孔中的空气具有良好的隔热作用,因而纤维中气孔孔径的大小及气孔的性质(开气孔或闭气孔)对其导热性能具有决定性的影响。实际上,陶瓷纤维的内部组织结构是一种由固态纤维与空气组成的混合结构,其显微结构特点在固相和气相都是以连续相的形式存在,因此,在这种结构中,固态物质以纤维状形式存在,并构成连续相骨架,而气相则连续存在于纤维材料的骨架间隙之中。正是由于陶瓷纤维具有这种结构,使其气孔率较高、气孔孔径和比表面积较大,从而使陶瓷纤维具有优良的隔热性能和较小的体积密度。

陶瓷纤维的机械物理性能

陶瓷纤维品种较多,其化学成分也不相同,因此其机械物理性能也有较大的差异,现选择具代表性的4种主要陶瓷纤维的典型性能列于表2。

表2 4种陶瓷纤维的典型性能

瓷纤维的制造方法

1 化学气相反应法

化学气相反应(CVR)法是以B2O3为原料,经熔纺制成B2O3纤维,再置于较低的温度和氨气中加热,使B2O3与氨气反应生成硼氨中间化合物,再将这种晶型不稳定的纤维在张力下进一步在氨气或氨与氮的混合气体中加热至1800℃,使之转化成BN纤维,其强度可高达2.1GPa,模量可达345GPa。

2 化学气相沉积法

化学气相沉积(CVD)法系由钨芯硼纤维氮化而成。制造时,先将硼纤维加热至560℃进行氧化,再将氧化纤维置于氨中加热至1000℃~1400℃,反应约6h后即可制得BN纤维。

3 聚合物前躯体法

聚合物前躯体法是由聚硼氮烷熔融纺丝制成纤维后进行交联,生产不熔化的纤维.再经裂解制成纤维。

Si3N4纤维有两种制法:一是以氯硅烷和六甲基二硅氮烷为起始原料,先合成稳定的氢化聚硅氮烷,经熔融纺丝制成纤维,再经不熔化和烧制而得到Si3N4纤维二是以吡啶和二氧化硅烷为原料,在惰性气体保护下反应生成白色的固体加成物,再于氮气中进行氨解得到全氢聚硅氮烷,再置于氮气中进行氨解得到全氢聚硅氮烷.再置于烃类有机溶剂中深解配置成纺丝溶液,经干法纺丝制成纤维,然后在惰性气体或氨气中于1100℃~1200℃温度下进行热处理而得氮化硅纤维。

SiBN3C纤维也是采用聚合物前躯体法生产的,是一种最新的陶瓷纤维,起始原料为聚硅氮烷,经熔融纺丝、交联、不熔化和裂解后制得纤维。

SiO2纤维是通过与制备高硅氧玻璃纤维相同的工艺制得的,先制成玻璃料块,再进行二次熔化,采用铂金坩锅拉丝炉进行熔融纺丝,温度约1150℃.得到纤维或进一步加工成织物等成品后用热盐酸处理,除掉B2O3HNa2O成分,再进行烧结使纤维中SiO2的质量分数达到95%~100%。另外,还有以SiO2为原料,配制成高粘度的溶胶后进行纺丝,制得前躯体纤维后,再加热至1000℃,便可制得纯度为99.999%的石英纤维。此外,还可用石英棒或管用氢氧焰熔融拉成粗纤维,然后再以恒定速度通过氢氧焰或煤气火焰高速拉成直径为4μm~10μm的连续长纤维,SiO2含量为99.9%。

陶瓷纤维的应用领域

陶瓷纤维是一种新型纤维状轻质耐火材料,应用领域很广,主要用于金属基和陶瓷基复合材料和隔热功能材料,如应用于航空、航天和其它要求耐高温和较好力学性能的部件,包括烧蚀材料(如宇航器重返大气层的隔热罩、火箭头锥体、喷嘴、排气口和隔板等)。此外,还可应用于熔融金属或高温气液体的过滤材料和耐极高温的绝热材料等。

目前陶瓷纤维发展的趋势

1 陶瓷纤维产品品种和生产规模持续发展

自20世纪90年代以来.一些大的陶瓷纤维生产企业为了增强抗风险的能力,纷纷组建集团,并进行了内部结构调整.淘汰了一些落后的工艺与设备及生产线,在产品结构上作了较大的调整,大幅度压缩了在国际市场上竞争力较差的普通硅酸铝纤维产品,扩大了高纯硅酸铝纤维、含铬纤维、含锆纤维、多晶氧化铝纤维和多晶莫耒石纤维等产品的生产能力。同时,一些大的陶瓷纤维企业开发成功并批量生产用于特殊应用领域的多晶氧化锆纤维、氮化硅纤维、碳化硅纤维、硼化物纤维等新产品,如美国DuPont(杜邦)公司生产的多晶氧化铝长纤维(商品名为FP纤维),含有99.9%多晶α—Al2O3,纤维直径为20μm,主要用于制造纺织物。随着科学技术的发展,先进的复合材料已研制开发成功,其增强体主要是连续长纤维和晶须,其中碳化硅纤维与晶须在复合材料中应用最广,由碳化硅纤维增强的金属基(钛基)复合材料、陶瓷基复合材料已用于制造航天飞机部件、高性能发动机等耐高温结构材料,是21世纪航空航天及高技术领域的新材料。

2 陶瓷纤维制造工艺、方法与技术快速发展

目前,“电阻法喷吹成纤、干法针刺制毯”和“电阻法甩丝成纤、干法针刺制毯”仍为国际上陶瓷纤维生产的两种典型的工艺技术。由于陶瓷纤维的应用范围越来越扩大,以及随着高新技术的发展,要求陶瓷纤维产品向功能性方向发展,以满足特定领域内所需的专用功能性产品,如使产品具有优良的耐高温性能、机械力学性能、柔韧性能和可纺性能等。

在制造方法方面,熔融法与化学法(胶体法)同时并存且同步发展,以适应不同品种用途的需要。熔融法常用于生产非晶质(玻璃态)纤维,其技术含量低,生产成本低,产品的应用量大面广,主要用于工业窑炉、加热装置耐火、隔热应用领域中的基础材料。化学法用于生产多晶晶质纤维,该法技术含量高,生产成本也高,附加值高,但产品仍较少,主要用于1300℃以上高温工业窑炉的耐火隔热及航天、航空、核能等尖端技术领域。

3 提高陶瓷纤维生产原料的纯度,发展生产能力较

陶瓷纤维的产品质量主要取决于原料的质量,一些工业发达国家的陶瓷纤维生产企业都是以高纯度合成粉料为原料,使熔融法生产的非晶质纤维化学组成中的Fe2O3、Na2O、CaO等有害杂质的含量低于1%,从而提高了纤维板的质量和耐热性能。

4 大新产品研制开发力度

一般是对现有的工艺设备和生产工艺进行改造与完善,生产功能性产品,扩大应用领域。新产品的开发主要有:晶质氧化铝连续长纤维、复合材料生产用的新型纤维增强体和纳米结构晶质氧化铝连续长纤维的开发等。

你好我们是上海顾达机电设备有限公司也是专门生产陶瓷纤维制品的021-65349478！~耐火性陶瓷纤维是一种 陶瓷工业窑炉用耐火物的防护涂剂 在陶瓷工业窑炉经受高温气氛的区段的耐火物表面常涂以莫来石、氧化铝等颗粒为主要成分，添加粘土或水玻璃等粘结剂而成的耐火性涂剂，以防止耐火物表面与窑炉内烧成物相互熔附和耐火物表面损害。然而在耐火物表面涂以上述涂剂时，涂剂中的水玻璃粘结剂会玻璃化，与耐火物基体产生热膨胀差，形成裂纹而导致涂层剥落，不能充分发挥保护耐火物基体的功能，而且隔热性降低，抗热冲击效果减弱，使耐火物使用寿命缩短，这就需要频繁的维护和修补，又无疑加大了耐火材料和施工的费用。为了克服这些缺陷，一种元剥落、耐氧化、抗热冲击，能有效保护耐火物的耐火性防护涂剂研制成功。 一、耐火性防护涂剂 该防护涂剂是由尺寸为60～300目的陶瓷纤维、硅溶胶（二氧化硅含量5～70％，其粒径5～30／um）为主要原料，适量配合有机粘结剂而成。 1、陶瓷纤维 所用陶瓷纤维视使用温度来定。如使用温度为800°～1600℃，宜使用以氧化铝为主要成分的铝纤维。使用时，将所用纤维粉碎，除铁，筛分成尺寸为60～300目的短纤维。陶瓷纤维尺寸小于60目，抗热冲击性降低，超过300目，粘附力降低。纤维配合量为30～50％（按重量计）。 2、硅溶胶 硅溶胶作为一种无机粘结料使用，所含二氧化硅在5～70％范围内，最佳为10～15％。若二氧化硅含量不在此范围内，不是粘结力降低，易剥落，就是涂剂表面易熔融出二氧化硅，防止与烧成物的熔附效果减弱。此外，为提高二氧化硅粒径均匀性，不使粘结力因粒子间结合力减小而降低，二氧化硅粒径应保持在5～30／um范围内。硅溶胶的配合量为50～65％（按重量计）。 3、有机粘结剂 有机粘结剂使用粉末状羧甲基纤维素，聚乙烯醇或甘油。其配合量适量。 二、表涂方法 该耐火性保护涂剂可以喷涂、刷涂或浸渍方式涂在耐火物表面。涂覆保护层厚度一般为0．1～2mm。但在窑炉壁内使用的基材为炉衬耐火物时，为提高隔热性，涂层厚度可在2mm以上。在耐火物表面，涂剂的适宜涂覆粘度为2．5～30泊。 三、涂剂应用效果 该防护涂剂能在耐火物基体表面牢固粘附，生成硅氧烷键，组织结构致密坚硬，特别是涂以碳化硅耐火物表面，形成的保护层由富氧化铝层和富二氧化硅层组成，可阻止氧和燃烧气体的侵蚀，具有良好的防氧化效果，防止耐火物变质。 四、应用实例 将尺寸70目的氧化铝陶瓷纤维与150目的同一纤维等量混合，然后取混合的陶瓷纤维38％与以硅溶胶为主要成分的无机粘结剂61．8％，再配合0．2％羧甲基纤维素配成粘度为10泊的耐火性防护涂剂，在0．7－7mm涂层厚度范围内，以每0．1mm厚度的变化，分别涂在碳化硅耐火板表面，送入最高温度为1350℃的窑中烧成12小时，取出，测定冲击阻力值。测定结果表明，保护涂层厚度为1mm时，冲击阻力值为未涂涂剂的耐火物的14倍。不过，保护涂层不宜厚，因为涂层厚度过厚，冲击阻力值虽有待提高，但剥落率相反而会增大。 另将形成同一保护涂层的耐火板送入烧成窑炉，升温至300°～900℃，立即取出，常温急冷，观察龟裂状态，结果耐火板表面未有龟裂出现，而且经受急冷热冲击后，抗折强度在900℃急冷温差下较无保护涂层的耐火板提高约15％。另外，带保护涂层的耐火板可继续在1350℃高温下使用，使用寿命为无保护涂层的耐火板的2倍。 由上可见，该耐火性防护涂剂涂以窑炉，烟道以及其它高温气氛下的耐火物表面，能形成有效的保护层，防止对耐火物基体的损害，延长其使用寿命，同时降低保养和维修次数，节省耐火材料和施工费用，带来显著的经济效益。该防护涂剂使用于各种耐火物和耐热金属部件

国产的实验电炉炉体由炉膛，保温层及外壳组成，传统的电炉，1300度以下的通常用是碳化硅，高铝材料，1600度则用刚玉材料。欧美国家的实验炉基本上都是陶瓷纤维内胆，它具有升温快，精确度好的特点，重量轻体积小。近几年国内的杭州蓝天仪器，上海实验仪器也已经都有用陶瓷纤维内胆的实验炉生产

陶瓷纤维喷涂料保温是利用耐火纤维的高效隔热特点，经专用纤维喷涂设备，利用高压空气将纤维送至喷头，并与喷头周围雾状粘结剂均匀混合后附着于隔热耐火面，形成纤维喷涂隔热耐火层。

产品特点：

纤维喷涂炉衬整体性好，无接缝，隔热性能优越；

施工方便，特别适用于特殊部位、空间狭窄区域，及炉衬修补抢修； 低热容量，低热导率；施工方便；

纤维分布均匀，性能稳定；优良的吸音降噪性能。

典型应用：

冶金、石油化工、机械、电力、建材、大型体育场馆的隔热、防火

用在食品行业比较少

双平板导热系数测定仪基于单向稳定导热原理，当试样上、下两面处于不同的稳定温度下，测量通过试样有效传热面积的热流及试样两表面间温差和厚度，计算导热系数。满足了材料检测研究部门对材料导热系数的高测试要求。全自动数据采集、数据处理、打印报表，数据存储。测量时间短、数据准确、重复性好，自动化程度高的优点。

产品用途：

该导热系数测定仪主要测试塑料、橡胶、玻璃、纤维、苯板、挤塑板、发泡混凝土、空心玻璃、木板、各种保温材料等匀质板状材料，同时可以测量颗粒料、散料、软料等各种物质的导热系数。

技术参数：

1、导热系数测量显示范围：(0.001—2.000)W/ (m?K)

2、导热系数测量：±3%

3、导热系数测量重复性：±1%

4、不同型号的导热系数测定仪的温度测量范围：

环境条件：

室温：15--30℃，建议用标准温度20℃,湿度：0-90%RH，建议用40-60%RH℃

操作步骤：

试验前检查工作：

1：检查总电源电压是否在正常范围内，AC220V ±10%，内部电源空气开关是否全部合上。

2：装好试件手动调节夹紧力与力显示装卡调整到标准要求的数值。

3：检查水箱水位，水位必须在水箱内的铜管之上，高水位不超过进水口为正常水位上下限，推荐使用蒸馏水或者纯净水，不要使用自来水。

4：检查确定机柜内部各圣杯是否能正常运转，是否有漏水，漏气现象，如有，则处理完再运行。

外部设备启动操作步骤：

1：系统上电：接通进线总电源，合上总电源空气开关，电源指示灯：打开平板导热仪操作盘上钥匙开关，给系统上电。

2：安装试件：将完成预处理后的试件，按照不同材料不同处理方式，放入左右两侧的测试位置中，按装好试件手动调节夹紧力调到要求力的显示，（标准要求的数值）。将试件夹紧。用游标卡尺测量并记录夹紧后的厚度

陶瓷纤维发热板通常也称为陶瓷纤维电加热板，陶瓷纤维属于耐火保温材料，本身不产生热量，反而是为热量提供隔热保护作用，主要是通过预埋（或后加工嵌入）在陶瓷纤维板侧面的电加热元件产生热量。我们行业内称有电加热元件的一侧为热面，它的背面为冷面。

陶瓷纤维电加热板主要用于高温电炉中，他既能保证热量的供应，也能很好的保护电炉外壁，同时减少能量的消耗，达到节能保温的目的。

更为详细的问题请质询：上海永色断热节能材料有限公司 021--59963525/59963526