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氧化铝纤维制品的分类及不同应用

2022-03-01 08:33 已有 人浏览 小编

耐火纤维是一种以矿石、氧化物以及其他无机化合物为原料,经过熔融喷吹、甩丝、胶体固化等方法制成纤维状的耐火材料。耐火纤维因具有纤维和耐火的双重特性,可加工成纸、带、绳、毯、毡、板、砖等制品。耐火纤维制品还具有抗腐蚀、热导率小,是工业窑炉隔热保温高效节能的重要材料。耐火纤维的分类及使用温度如图1所示。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图1)

图1 耐火纤维分类及使用温度

氧化铝纤维即是多晶氧化铝纤维。它是采用胶体法或有机纤维浸渍法(有机纤维先驱体法)制造的,其结构是呈微晶形态,这样就排除了采用熔吹法制成的纤维有再结晶粉化的缺点。这种纤维在常温和高温下都有很大的强度,耐使用温度高、容重小、化学稳定性好、保温性强、介电和吸音性能优良等。

利用氧化铝纤维原棉做原料,采用纺织、造纸及陶瓷工业的生产工艺,可将纤维加工成纸、绳、带、板、毯、毡等制品,亦可与其他品种纤维制成复合纤维制品。在各种粉料中加入氧化铝纤维,可制成纤维增强的复合制品。

(一)干法制毯

这种方法大多用在生产普通硅酸铝纤维制品上。在纤维生产过程中用干法除渣后,将分散在空气介质中的纤维棉喷入雾状结合剂,使其沉积在运动的丝网上,形成积层状的毯或毡,最后经过压辊压紧即为成品。但为了提高制品的抗拉强度和抗气流冲刷能力,还可以采用针刺法加固制成针刺毯。

(二)湿法制毯

采用湿法除渣,渣球含量可以降低到5%以下。在调浆槽中制成一定浓度的料浆,料浆浓度在0.5%~1.0%,加入有机结合剂(甲基纤维素、聚乙烯醇、阿拉伯胶、乳胶等)或无机结合剂(硅溶胶、聚氯化铝、硫酸铝等)。采用油压机压滤制毡。干燥后即为成品。

(三)异型纤维制品

异型纤维制品采用两种生产工艺加工:一种是采用压滤法成型工艺,该工艺简单效率高,但只适于加工形状不太复杂、批量较大的制品;另一种是采用真空吸滤法成型工艺,虽工艺复杂但可以加工任何形状复杂的制品。采用真空吸滤生产工艺加工异型纤维制品的流程图如图2所示。真空吸滤成型是将纤维切成约20mm的短纤维,加入无机结合剂和适量有机结合剂,需要时在配料中加入烧结氧化铝微粉等材料,先制成纤维和水的悬浮液(料浆),用模子吸滤,使纤维积层形成坯体,经脱模干燥后即成制品。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图2)

图2 用真空吸滤成型法生产异型制品的工艺流程

压滤法成型是将料浆注入带有筛底的压模中(金属模或木模),加压脱水成型,脱模后干燥而制成制品。

加入氧化铝、氧化锆或其他氧化物填充料的目的,可以提高制品的结构强度、密度、高温性能以及化学稳定性等。

加入糊精、淀粉、甲基纤维素、酚醛树脂等有机结合剂,或硅溶胶、铝溶胶、软质黏土等无机结合剂,是为了使制品中的纤维很好地粘结在一起,并使制品具有较好的强度。

(四)纤维复合制品(纤维增强制品)

纤维复合材料制品的品种有:纤维增强金属、纤维增强塑料以及纤维增强陶瓷(耐火材料),以氧化铝纤维或氧化铝晶须增强复合材料的加工方法,可以参考以金属为基的成型工艺,如热压黏结法、纤维素铸造法、粉末冶金法以及加纤维泥浆浇注法等。

氧化铝纤维及混合纤维的性能

(一)氧化铝质多晶纤维的物理性能氧化铝质多晶纤维的物理性能见表1。

表1 氧化铝多晶纤维的物理性能

(二)氧化铝多晶纤维热导率与温度的关系

氧化铝多晶纤维热导率与温度的关系如图3所示。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图3)

图3 多晶氧化铝纤维材料的热导率与体积密度和温度的关系

1——3.50g/cm (热压);2——2.53g/cm ;

3——1.41g/cm ;4——0.60g/cm

(三) 添加剂对多晶氧化铝纤维收缩率的影响

添加剂对多晶氧化铝纤维收缩率的影响如图4所示。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图4)

图4 添加剂对多晶氧化铝纤维收缩率的影响

1—无添加剂;2—4%SiO ;3—10%SiO ;

4—0.24%Cr O3;5—6%SiO +0.24%Cr O

(四)混合纤维的性能

(1)氧化铝多晶纤维及硅酸铝纤维加热收缩率如图5所示。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图5)

图5 氧化铝纤维与硅酸铝纤维加热收缩率的比较

1—1260级耐火纤维;2—1400级耐火纤维;3—氧化铝纤维

(2)多晶氧化铝纤维加入量对混合纤维制品收缩率的影响如图6所示。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图6)

图6 多晶氧化铝纤维的加入量对混合纤维制品的收缩率影响

(1427℃,24h)

(3)混合纤维制品的氧化铝含量对使用温度的影响如图7所示。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图7)

图7 混合纤维毡的氧化铝含量对使用温度的影响

(4)多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维,两种混合纤维制品在142℃加热后的收缩率比较见表2。

氧化铝纤维制品的分类及不同应用(图8)

表2 两种混合纤维毡在1427℃加热后的收缩率比较

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