多晶莫来石纤维的特性
发布日期： 2017-10-21 00:00:00 阅读量（691） 作者：多晶莫来石耐火纤维在结构上是以莫来石微晶的形式存在的，莫来石晶体为稳定相、活性低、再结晶能力差、晶体惰性大。莫来石的晶粒尺寸较小，在单根纤维截面上能布置很多微晶体，它在高温下不但保持良好的柔弹性，而且收缩很小。
多晶莫来石耐火纤维呈纯白色，外观光滑、柔软、富有弹性，犹如卫生用的脱脂棉。
热处理过程的物理化学变化。凝胶纤维的成分、结构与成纤的胶体基本相同。经实验室热处理的检测，350℃以前的逸出物为H20、HCl和HAC， 350℃以后纤维开始变黑。A72、A80和 A95三种凝胶纤维在110 ~ 350℃时逸出物的总量占试样总量的比例(总失重率)以及逸出物总H20、HCl和HAC各自所占的比例如图1所示。
由图1可见，在150℃以前逸出物主要是水，还有少量的HAC，而HAC逸出量甚微。在150℃以后H2O、HCl的逸出量有增加，而HAC逸出量仅稍有增加。A72、A80和95三种凝胶纤维加热至350℃左右时，HAC逸出的最大量分别占原试样中HAC总量的36.9%，37.5%和44.8%。由此可见大部分AC-要到更高的温度时经炭化才能逸出。
根据差热分析曲线，炭化逸出的温度为470℃左右。这也证明HAC在凝胶纤维中不是游离的。在3种凝胶纤维中Cl-和AC-的含量分别为：A95， 13.5%、6.9%; A80， 13.6%、 4.7%; A72， 11.5%、6.3%; A72中Cl-的逸出量最小。在 150℃以前逸出的水作为吸附水，由3种凝胶纤维总失重量可算出吸附水和结构水的含量，见表1所示。
表1 3种凝胶纤维中的含水量%
吸附水随着Al2O3/SiO2的增加而减少，而结构水则依次顺序而增加。350℃以前的逸出的总水量已十分接近计算值，这表明加热到350℃时结构水已趋于排尽。用纤维中的总含水量及热处理和干燥中的总排水量，可衡量纤维的总收缩率大小，排水量少收缩就小。3种凝胶纤维的失重加热收缩曲线如图2〜图4所示。
图2 A72纤维失重、加热收缩曲线
从失重收缩曲线上可以看出，80
~150℃时剧烈失重，伴随着的收缩也很大(95%以上的失重和85%以上的收缩都是在此温度范围完成的)。450〜550℃可视为一转折点，此后曲线变得平缓，失重的数量和收缩的速率逐渐下降，550
~ 650℃继续有30%的失重和10%左右的收缩。
图3 A80纤维失重、加热收缩曲线
图4 A95纤维失重、加热收缩曲线
A72、A80和A95三种凝胶纤维停止收缩的温度分别为：1220℃、1250℃和1300℃。可见A72、A80和A95三种凝胶纤维在加热过程中，其物理和化学变化趋势和特点基本相近，没有质的区别，这就说明了它们的热处理工艺和制度也是大同小异。在干燥和分解过程中，升温速度对多晶纤维强度的影响见表和表3。
表2 150℃干燥后3种凝胶纤维失重和强度变化
表3 650℃分解后凝胶纤维强度变化
从表2可以看到，干燥过程中升温速率对凝胶纤维强度有一定影响，但影响的程度有所不同，其影响大小的顺序是： A72 >A80>A95。
从表3可以看到，分解过程中升温速率对凝胶纤维强度有较大的影响，其影响大小的顺序是：A95>A80>A72。A95以4.2h或更短的时间分解时，其强度指数显著下降。A80和A72以2.8h或更短的时间分解时，A80强度指数显著下降，A72有所下降但降低得较少。也可以说，分解中升温速率的变化对A72 强度变化影响最小。
分解过程中逸出的气氛对凝胶纤维强度的影响见表4。
表4 气氛对凝胶纤维强度的影响
从表4可以看到，分解过程中气氛对A95凝胶纤维强度有较大的影响，其次是A80凝胶纤维，而对A72凝胶纤维的影响可以忽略。在生产A80和A95凝胶纤维过程中，对这两种凝胶纤维分解时要注意气氛的控制，A72凝胶纤维分解时则不需要控制气氛。
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