氧化铝纤维模块(看超高温耐火材料氧化铝纤维)

Posted 2023-05-30

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氧化铝纤维模块(看超高温耐火材料氧化铝纤维)

材图作品

氧化铝纤维是一种主要成分为氧化铝的多晶质无机纤维，通常它还含有 5%左右的二氧化硅，用以稳定晶相、抑制高温下晶粒的长大。

氧化铝纤维是当今国内外最新型的超轻质高温绝热材料之一，氧化铝纤维制法不同，其Al2O3的结晶态和含量各异，制取工艺比较简单，对生产设备和生产条件要求不高，与碳纤维相比，氧化铝纤维的成本要低很多，且原料易得，这为氧化铝纤维的大量应用提供了充足的条件。由于氧化铝熔点高达2323℃，其熔体粘度低，成纤性差，故无法用熔融法制取氧化铝纤维。目前主要采用淤浆法、溶胶-凝胶法、预聚合法等工艺。

其中高科技的“溶胶—凝胶”法，将可溶性铝、硅盐制成具有一定粘度的胶体溶液，溶液经高速离心甩丝成纤维胚体，然后经过脱水、干燥和中高温热处理析晶等工艺，转变成Al-Si氧化铝多晶纤维。

化学成份是Al2O3(95%)+SiO2(5%)，纤维直径为3-7um，单丝长度为10-150mm，外观呈白色，光滑、柔软、富有弹性、尤如脱脂棉，它集晶体材料和纤维材料特性于一体，使用温度达1450℃—1600℃，熔点达1840℃，有较好的耐热稳定性，其导热率是普通耐火砖的1/6，容重只有其1/25，节能率达15—45%。

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具有一般陶瓷纤维的高强度、高模量、热导率小、热膨胀系数低、抗化学侵蚀能力、超常的耐热性、耐高温氧化性等优点外，还具有原料成本较低、生产工艺简单等特点。具有较高的性价比和商业价值，广泛应用于工业、军事、民用复合材料领域。

隔热耐热材料

传统的耐火隔热材料渐渐无法满足民用、军用、航空航天等特种装备对耐火隔热材料的要求，氧化铝陶瓷纤维具有质量轻、耐高温、热膨胀系数小、抗热震性能好、使用寿命长等优点，以替代传统的耐火隔热材料。氧化铝陶瓷纤维的导热系数只相当于传统耐火材料的10%，因此可广泛应用于机械、冶金、化工等高温工业的窑炉等热工设备中，同时氧化铝陶瓷纤维还具有优良的红外加热效果及热辐射能力，可用作陶瓷烧成窑、石化裂解炉、燃烧炉等高温炉的内衬材料，汽车三元催化器内部在工作时具有高温气流、不规则震动、酸性气体和对催化剂载体保护要求高等问题，由氧化铝陶瓷纤维制成的非膨胀性密封衬垫可以很好的解决这一问题。

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结构增强材料

与碳纤维和金属纤维相比，氧化铝陶瓷纤维表面活性高，可与金属、陶瓷基体复合，其复合材料的力学性能、硬度、耐磨性均有所提高，且可通过缠绕、编织制成无纺布、编织带、绳索等多种形式的二维、三维纤维预制体，因此可在陶瓷、树脂、金属基等复合材料中作为增强体使用，起到提高材料机械强度与柔韧性的同时不降低材料耐热性的作用。

氧化铝连续纤维具有良好的力学性能，抗拉伸强度最高可达3.3GPa，其强度已经可以和玻璃纤维相媲美，且氧化铝连续纤维具有良好的高温强度保留率。氧化铝连续纤维作为复合材料增强体应用于增强金属效果显著，氧化铝纤维增强铝合金的强度可达1500MPa。氧化铝纤维增强铝基复合材料具有非常优异的纵向力学性能，可用来代替铝合金、钢铁材料及聚合物基复合材料，用作导弹的硬质弹尾，飞机着陆起落架，强化梁，电缆增强芯等。

氧化铝连续纤维在陶瓷基复合材料上也有大量应用，氧化铝连续纤维可提高陶瓷的韧性和强度，当裂纹接近或达到纤维表面时，纤维基体界面的阻尼作用，可控制裂纹扩展，使裂纹从它原来的方向发生偏转、分枝，从而消耗裂纹前端的能量，达到增韧强化陶瓷材料的目的。

航天航空

氧化铝陶瓷纤维在军用领域，可作为军事和航天方面的各种高温环境隔热材料、隐身结构材料、透波复合材料、增强材料（卫星、军舰和雷达天线屏蔽器增强材料）和高级保温隔热材料等。

氧化铝陶瓷纤维是航天航空结构材料中的增强材料，用于制造尾翼和支柱、航天飞行器再入大气层防热罩、火箭头锥体、雷达天线罩、喷灌和排气管等，还可作为雷达天线屏蔽器的增强纤维材料、火箭推进器的隔热材料、防火电缆中的防护材料等。

氧化铝陶瓷纤维还是一种优良的多功能透波材料。例如：氧化铝纤维织物增强二氧化硅基复合材料因含有一定孔隙率，具有较低的介电常数和较高的透过率。同时氧化铝纤维熔融温度高于1700(C，具有较低的烧蚀率和优良的抗热震性，能够抵抗航天器在飞行过程中温度剧烈变化对材料介电性能产生突变性的影响，是再入式和超高速飞行器理想的透波材料，也是宽频透波耐热材料的主要研究方向，主要用于航天器的电磁窗、导弹雷达天线罩、战斗机、轰炸机、潜艇等中隐形材料的结构性能材料。

氧化铝纤维棉及氧化铝纤维针刺毯具有优异的抗热冲击能力、较低的导热系数，可应用于运载火箭热防护系统、火箭喷管、飞机发动机等领域的保温隔热材料。

其他方向

氧化铝陶瓷纤维具有良好的热稳定性和化学稳定性，因此在高温过滤领域有广泛的应用。在冶金、电力、煤化工、石油化工等行业中有大量高温工业窑炉，排放出大量高温废气及细颗粒物，这是当前环境污染的重要来源，陶瓷纤维具有耐高温、膨胀系数低、抗化学腐蚀能力强等优点，可在高温过滤领域广泛应用。利用连续纤维的特点, 采用CFCC工艺方法，经缠绕制备出的过滤载体呈现网状多孔微观结构，与其它类型的陶瓷过滤材料相比，氧化铝纤维过滤材料以其特有的生产工艺简单、原料成本低、来源广泛、过滤效果好而具有较高的应用价值和商业前景。氧化铝纤维还是良好的红外辐射材料，具有抗氧化、消音、绝缘、耐油性能。氧化铝纤维还可以与树脂复合材料良好结合，其弹性大于玻璃纤维，压缩强度高于碳纤维，由此在一些领域取代玻璃纤维和碳纤维。