多晶
莫來石纖維(PMF)是當(dāng)今內(nèi)外型的超輕質(zhì)高溫耐火纖維,是整個Al2O3-SiO2系陶瓷纖維中的種,使用溫度在1500—1700℃,高出玻璃態(tài)纖維200-400℃。那么如何評定多晶莫來石纖維質(zhì)量呢?
一:化學(xué)組成
從多晶莫來石纖維生產(chǎn)發(fā)展表明,外已逐漸用高純合成原料取代天然原料,以提高多晶莫來石纖維制品化學(xué)組成的純度,即指:
A、保證各檔次多晶莫來石纖維制品組成中Al2O3、SiO2、ZrO2等高溫氧化物的要求含量。例如:高純型(1100℃)、高鋁型(1200℃)纖維制品中,Al2O3 +SiO2=99%,含鋯型(>1300℃)制品中SiO2 +Al2O3 +ZrO2>99%。
B、嚴(yán)格控制Fe2O3、Na2O、K2O、TiO2、MgO、CaO…等有害雜質(zhì)在規(guī)定含量以下。
在某種程度下嚴(yán)格控制纖維制品有害雜質(zhì)含量,比保證纖維制品化學(xué)組成中高溫氧化物含量更為重要。非晶質(zhì)纖維受熱析晶、晶粒生長導(dǎo)致纖維性能劣化,直至失去纖維結(jié)構(gòu)。高雜質(zhì)含量不僅促進(jìn)晶核生成和析晶,并導(dǎo)致液相溫度和玻璃體粘度的降低,促進(jìn)晶粒生長。嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)含量,是提高纖維制品性能,尤其是耐熱性能的重要環(huán)節(jié),雜質(zhì)在結(jié)晶過程中起著自發(fā)晶核作用,不僅提高?;俣?,促進(jìn)結(jié)晶。雜質(zhì)在纖維接觸處的燒結(jié)和聚晶,使晶粒生長速度增大,從而造成晶粒粗化,線收縮率增大,是纖維性能劣化、使用壽命降低的重要原因。
般天然料纖維雜質(zhì)含量 3—4%
高純料纖維雜質(zhì)含量 <1%
二:加熱線收縮率
加熱線收縮率評定多晶莫來石纖維維制品耐熱性的指標(biāo),際統(tǒng)規(guī)定采用多晶莫來石纖維制品在非荷載下加熱至定溫度,保溫24小時的高溫線收縮率表示其耐熱性能。只有按此規(guī)定測得的線收縮率值方能真正反映制品耐熱性能,即指制品的持續(xù)使用溫度。在此溫度下,非晶體纖維結(jié)晶,晶粒沒明顯長大,性能穩(wěn)定,富有彈性。日本觀點,只要晶粒尺寸小于纖維直徑,纖維性能不會產(chǎn)生質(zhì)的變化。
三:導(dǎo)熱系數(shù)
導(dǎo)熱系數(shù)是評定多晶莫來石纖維熱性能的指標(biāo),也是窯爐爐壁結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要參數(shù),如何準(zhǔn)確確定導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值,是決定爐襯結(jié)構(gòu)設(shè)計合理與否的關(guān)鍵。導(dǎo)熱系數(shù)取決于纖維制品的結(jié)構(gòu)、體積密度、溫度、環(huán)境氣氛、濕度等因素的變化。
在各種物質(zhì)中,以氣體導(dǎo)熱系數(shù)數(shù)值小,常溫下空氣導(dǎo)熱系數(shù)為0.025W/M.K。工業(yè)中,氣體被廣泛用作熱體。但是,只有當(dāng)氣體不發(fā)生對流時,才具有優(yōu)良的熱性能。靜止空氣是種低導(dǎo)熱率、低熱容量的優(yōu)良熱材料,多晶莫來石纖維具有接近空氣的導(dǎo)熱率。正是因為多晶莫來石纖維是由固態(tài)纖維和空氣組成的混合結(jié)構(gòu),其氣孔率達(dá)到93%,大量低導(dǎo)熱率空氣充滿于氣孔中,并破壞了固態(tài)分子的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而獲得優(yōu)良的熱性能。