硅酸铝纤维的制备方法及分类-找耐火材料网

硅酸铝纤维的制备方法及分类

发布日期： 2019-07-24 15:08:52 阅读量（495）作者：张红

依纤维内部的化学成分以及矿物相组成的不同，可以将硅酸铝纤维分为四大类，如表1所示。表1中第1类：标准硅酸铝纤维;第2类：高纯硅酸铝纤维;第3类：高纯含铝硅酸铝纤维;第4类：高纯含锆硅酸铝纤维：第5类：莫来石纤维;第6类：氧化铝纤维，其中，第3类纤维的使用温度，高于第1、2类，第4类纤维含有一定的氧化锆，虽然SiO2含量也较高，但是由于氧化锆的加入，阻止了晶体的长大，因此，使用温度与第3类纤维相接近。前四类硅酸铝纤维均为非晶态纤维，一般在1000℃长时间使用时，会出现析晶现象，生成莫来石、方石英等晶体，伴随着纤维弹性的下降、密度的增加，使纤维逐渐变脆并最终碎解，影响其使用寿命。而表中后两类硅酸铝纤维，本身属于晶质纤维，只有在很高的温度下才会出现上述析晶现象，因此，这两类纤维的使用温度都比较高。1500℃以下，多晶莫来石纤维是较为稳定的，但是，当温度超过1500℃以上时，其晶粒也会长大，从而导致耐高温性能的丧失。

表1 硅酸铝纤维分类及其化学组成(质量分数/%)

表2为几种硅酸铝纤维的制备方法，对于前四类来说，一般是采用电阻炉熔融喷吹制得的，其生产过程如下：选用高岭土、耐火粘土或者石英砂与氧化铝粉为原料，先将这些原料放入电炉内，炉内温度极高，可以达到2000℃，在这种高温下原料逐渐被熔化，形成熔融体，然后液流会在高离心力的作用下，或者在连续气流的作用下纤维化并冷却;高粘度的熔融体，在强烈的离心力，空气流或者蒸汽流的作用下，被吹成细纤丝，再经过强烈的冷却作用，最终形成硅酸铝纤维，纤维直径一般在1μm~10μm，长度大约在5.0cm~25.0cm，但是，在这过程中，也会形成一些不规则的纤维粒或者渣球，这个量可达到总纤维质量的30%~65%，这些非纤维状颗粒，直径一般在50μm~100μm，成品的外观会受到很大的影响，因此，在生产硅酸铝纤维制品之前必须将渣球去除;而对于莫来石纤维和氧化铝纤维等晶态纤维，其生产方式不同于非晶态纤维，目前较常用的是胶体法，其大致过程如下：配置好胶体母液，然后将其过滤，加热浓缩至特定的粘度，然后向其中加入适量的稳定剂，混合均匀后得到胶体溶液;在制备纤维之前，需将胶体溶液进行排气处理，然后置于一定的温度和相对湿度的环境中，利用喷吹，或甩丝法纤维化，制得纤维坯体：后再将制得的纤维坯体进行干燥，再置于高温下锻烧，就能制得多晶态纤维。实践证明，胶体溶液中，固含越高，制备的纤维强度就越高，且纤维长度也较长;此外，当胶体溶液中，杂质含量越少时，制得的纤维中的晶粒也会越小，则纤维的强度会越大，因此，在采用胶体法生产多晶态纤维时，应保证尽可能使用纯度高的原料。

表2硅酸铝纤维的生产方式