氧化鋁纖維是種新型無(wú)機(jī)材料,有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能,好的抗化學(xué)侵蝕能力、低的導(dǎo)熱率等點(diǎn)。氧化鋁纖是當(dāng)今世界型的超輕質(zhì)高溫耐火纖維,是整個(gè)A1203Si02系陶瓷纖維中的種,使用溫度在1500-1600C,高出玻璃態(tài)纖維200-300C。
1、氧化鋁纖維的生產(chǎn)工藝
氧化鋁纖維般是采用化學(xué)“膠體法”制取的,是按形成單晶體— 莫來(lái)石(3A1203,2SiO2)進(jìn)行化學(xué)配方的,化學(xué)成分是:A1203 95% ,SIO2 5%。其原理是將可溶性鋁、硅制成具有定粘度的膠體溶液。用常規(guī)方法對(duì)液體甩絲,再經(jīng)高溫?zé)崽幚硗瓿删噢D(zhuǎn)變,制得多晶氧化鋁纖維。所制得的纖維棉(散狀)可作高溫部位夾層的填充料,將散棉用濕法真空成形可制得混配纖維系列品種,如板、氈、磚、標(biāo)異預(yù)制件、模塊、組合部件等。
2、氧化鋁纖維的應(yīng)用
氧化鋁纖維主要用于高溫?zé)岵牧?短纖維)和增強(qiáng)復(fù)合材料(長(zhǎng)纖維),可以編織成無(wú)紡布、編織帶、繩索等各種形狀的纖維制品??蓮V泛應(yīng)用于治金、機(jī)械、電子、陶瓷、化工、航天等高溫工業(yè)窯爐及其他熱工設(shè)備的內(nèi)襯熱。以達(dá)到節(jié)能增產(chǎn),延長(zhǎng)爐體壽命,改善工作環(huán)境之目的。
(1) 耐高溫?zé)岵牧?nbsp;
莫來(lái)石纖維是氧化鋁基纖維的主要品種,在結(jié)構(gòu)上主要是以莫來(lái)石微晶相的形式存在。與般氧化鋁基纖維相比,莫來(lái)石纖維具有更好的
耐高溫性,使用溫度在1500---1600`-,別是高溫抗蠕變性和抗熱震性均有很大提高,是當(dāng)今內(nèi)外型的超輕質(zhì)高溫耐熱纖維。莫來(lái)石短纖維作為耐熱材料,在航天工業(yè)上已得到重要應(yīng)用。美航天飛機(jī)已采用硼硅酸鋁纖維來(lái)制造隔熱瓦和柔性隔熱材料。美“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)隔熱板襯墊用的是s a f ill氧化鋁纖維,當(dāng)航天飛機(jī)由太空返回大氣層時(shí),由于S a f f i l氧化鋁纖維能經(jīng)受1600℃的高溫,這種襯墊會(huì)防止熱通過(guò)隔熱板之間的間隙進(jìn)入防熱罩內(nèi)。莫來(lái)石纖維與陶瓷基體界面熱膨脹率和導(dǎo)熱率非常接近,莫來(lái)石纖維的加入可以提高陶瓷基體的韌性、增加沖擊強(qiáng)度,在耐熱復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)中發(fā)展很快。采用連續(xù)莫來(lái)石纖維增強(qiáng)的金屬基與陶瓷基復(fù)合材料,可用于超音速飛機(jī),也可制造液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管和墊圈,能在2200℃以上使用。
(2) 增強(qiáng)復(fù)合材料
由于氧化鋁纖維與金屬基體的浸潤(rùn)性好,界面反應(yīng)較小,其復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐磨性、硬度均有提高,熱膨脹系數(shù)降低。目前,氧化鋁纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料已在汽車活塞槽部件中得到應(yīng)用。另外,氧化鋁纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料還可用于高負(fù)荷的機(jī)械零件和高溫高速旋轉(zhuǎn)零件以及由于輕量化而要求的高功能構(gòu)件,如汽車連桿、傳動(dòng)軸、剎車等零件及直升飛機(jī)的傳動(dòng)裝置等。
(3) 耐化學(xué)腐蝕材料
氧化鋁纖維由于其良好的耐化學(xué)腐蝕性能 可用于環(huán)保和再循環(huán)技術(shù)域。如焚燒電子廢料的設(shè)備,歷經(jīng)多年運(yùn)轉(zhuǎn),氧化鋁纖維仍顯示出其優(yōu)良的抗?fàn)t內(nèi)各種有害物的腐蝕性能,可用于汽車廢氣設(shè)備上作陶瓷整體襯,其點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
氧化鋁纖維可用于鋁合金活塞,它的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)溫度上升時(shí)膨脹較小,比純合金減少約25 ,使活塞和汽缸之間吻合好,可節(jié)省燃料。氧化鋁纖維由于具有許多優(yōu)良的性能,廣泛應(yīng)用于各域。我研究和開(kāi)發(fā)氧化鋁纖維無(wú)論在防軍工還是工業(yè)域都具有重要意義。