首页
热门
美图欣赏产品评测行业政策行业展会
精选
原创技术百科
比价访谈视频
专题
热点汇采购百科建材快报市场分析
推荐
资讯动态分析故事
企业产品导购指数

陶瓷纤维在保温材料及耐火材料方面的11种应用

http://www.bm.hc360.com2018年06月11日15:06 来源: Rewell学苑T|T

    1

    陶瓷纤维生产方法

    陶瓷纤维按组成,分为玻璃态(非晶态)纤维和多晶(晶态)纤维两大类。

    1.1玻璃态纤维生产方法

    玻璃态陶瓷纤维的生产方法是将原料在电阻炉内熔融,高温熔体流股从出料口流出,流到多辊离心机高速旋转的甩丝辊上,甩丝辊的离心力将高温熔体甩成纤维状材料。高温熔体流股也可以在高速气流喷吹力的作用下骤冷而被吹制成纤维状材料。

    1.2多晶态纤维生产方法

    多晶陶瓷纤维的生产方法有胶休法和先驱体法两种。

    胶体法:将可溶性的铝盐、硅盐等制成一定粘度的胶体溶液,溶液流股经压缩空气喷吹法或离心盘甩丝法成纤,然后进行高温热处理就转变成铝硅氧化物晶体纤维。

    先驱体法:将可溶性的铝盐、硅盐制成一定粘度的胶体溶液,用先驱谇(膨化有机纤维)均匀吸收该胶体溶液,再进行热处理而转变成铝硅氧化物晶体纤维。

    1.3陶瓷纤维的使用温度

    陶瓷纤维的最高使用温度,足指陶瓷纤维短时间内能承受的极限温度,用以表征陶瓷纤维产品的耐热性的指标。陶瓷纤维产品允许长期使用温度一般比最高使用温度低200℃左右。如1260℃型纤维制品的长期使用温度是1000℃左右。

    国际上习惯按温度把陶瓷纤维产品分为4个等级,即1000℃型、1260℃型、1400℃型和1600℃型。国内按陶瓷纤维成分和最高使用温度还进行了细分,以满足不同档次的绝热保温选用要求。

    2

    影响陶瓷纤维制品使用性能的因素分析

    陶瓷纤维制品具有耐高温,体积密度小,绝热性能好,化学稳定性好,抗热震稳定性好,抗风蚀性能好,施工方便快速等特点,是当今世界上最具发展潜力的节能环保型绝热保温材料。但陶瓷纤维在应用上也存在一些缺点:稳定性较差,抗侵蚀、抗气流冲刷、抗剥落等性能均较差,长期于高温下暴露时,由于玻璃质纤维的结晶和晶粒生长、高温蠕变等因素,造成纤维结构的变化;收缩变形、纤维失弹、脆化折断、纤维强度降低、致密化,直至发生烧结丧失纤维状结构,加上腐蚀性炉气的侵蚀、气流的冲刷等因素的影响,易粉化脱落。

    陶瓷纤维产品在不同条件下使用,其长期使用温度有差异。如工业窑炉操作制度(连续或间歇式窑炉)、燃料种类、炉内气氛等工艺条件,都是影响陶瓷纤维使用温度和使用寿命的因素。

    目前还没有测定陶瓷纤维耐热性指标的理想方法。一般是将陶瓷纤维产品加热到一定温度,根据试样加热线收缩变化和结晶程度来评定陶瓷纤维产品的耐热性。

    2.1温度对陶瓷纤维性能的影响

    从热力学的角度看,玻璃态的陶瓷纤维处于一种亚稳定状态。所以只要在一定的温度条件下加热,纤维内部就会产生质点重排,玻璃态就会转化为结晶态,纤维就会析晶。

    当晶粒尺寸长大到与纤维直径尺寸相接近时,纤维内部的结合力将由分子间的化学键结合为主,变为以晶粒间的晶界结合为主。由于晶界结合力较为脆弱,因此将导致纤维脆性的加强,在外力的作用下纤维极易遭到破坏,并最终失去纤维特性。

    2.2使用环境气氛对陶瓷纤维性能的影响

    在还原气氛下,纤维中的SiO2易与CO和H2发生下列反应:

    SiO2+CO→SiO↑+CO2

    SiO2+H2→SiO↑+H2O

    由于SiO2被还原成挥发性物质,纤维结构慢慢发生变化,表面逐渐变得粗糙。当纤维内部有莫来石晶粒生成时,纤维就易断裂,加速了纤维的劣化。

    2.3杂质对陶瓷纤维性能的影响

    陶瓷纤维中存在的一些杂质,如Fe2O3、Na2O、K2O等,它们会与陶瓷纤维中的其他成分在一个较低的温度下反应生成共熔物,低共熔物的存在破坏了纤维的网络结构,纤维内部的粘度降低,析晶时离子团重排所需克服的析晶活化能降低,析晶温度降低,同时由于低共熔物的存在加速了晶粒的生长,促进了纤维的粉化。

    3

    陶瓷纤维制品的应用

    陶瓷纤维最大特性:

    (1)导热系数低,常温下仅为0.03W/(m·K),在1000℃时为粘土砖的1/5。

    (2)制品密度小,一般在64-500kg/m3之间。

    (3)热容量低,仅为耐火砖的1/72,轻质砖的1/42。

    (4)加工性能好,纤维柔软易切割,连续性强,便于缠绕。

    (5)吸音性能良好,可作为高温消音材料。

    (6)化学稳定性好,除强碱、氟、磷酸盐外,几乎不受化学药品的侵蚀。

    (7)耐热震性能好。

    (8)绝缘性能良好,常温下体积电阻率为1×1013Ω·cm,800℃下体积电阻率为6×108Ω·cm。

    (9)陶瓷纤维对波长1.8-6.0μm的光波有很高的反射性。

    陶瓷纤维原棉通常加工成各种式样的陶瓷纤维制品供各行各业选用。陶瓷纤维制品最重要的用途就是高温环境下的保温隔热,应用范围涵盖冶金、机械、电子、陶瓷、玻璃、化工、汽车、建材、轻工、军工、船舶、航空航天等领域。

    目前陶瓷纤维制品有毯、毡、板、纸、布、带、绳、卷管、瓦块、模块、异型件、可塑料、喷涂料、涂抹料、浇注料等。下面我们讨论陶瓷纤维制品的保温隔热性能和应用。

    3.1陶瓷纤维原棉

    陶瓷纤维棉通过电阻炉将原材料高温熔融,经喷吹或甩丝成纤工艺生产制成,直径一般为2-5μm,长度多为30-250mm。

上一页123下一页
Tel:010-61723631

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。