《陶瓷纤维》PPT课件

陶瓷纤维 1.陶瓷纤维概述v 陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点。目前陶瓷纤维材料已在冶金、机械、石油、化工、电子、船舶、交通运输及轻工业等工业部门得到广泛应用，并用于宇航及原子等尖端科学技术。世界主要工业发达国家都竞相发展陶瓷纤维工业，目前世界陶瓷纤维年总产量已突破30万吨。 v陶瓷纤维按其矿物组分分为：玻璃态纤维、多晶纤维玻璃态纤维的生产采用“电阻法喷吹（或甩丝）成纤、干法针刺制毯”工艺多晶纤维的生产采用“胶体法喷吹（或甩丝）成纤、高温热处理工艺” 陶瓷纤维垫片陶瓷纤维异型制品 2陶瓷纤维的分类 陶瓷纤维发展非常迅速，种类繁多，可以从不同的角度进行分类。2.1按微观结构分类（最常用方法） 非晶质（玻璃态）纤维、结晶质纤维2.1.1非晶质（玻璃态）纤维 非晶质（玻璃态）物质，是物质由熔融的液态在骤冷条件下形成的一种无定形固态。 室温下纤维状玻璃态物质是级稳定的，并且有一定的强度和弹性。但在受热时，由于黏度降低产生质点在排列过程，即玻璃态物质生成晶体的结晶过程。随着纤维晶量增大、晶粒生长及由纤维接触处的“烧结”，造成纤维性能劣化，直至失去纤维结构。玻璃态纤维结晶过程中的经历生长速率，是决定纤维耐热性的关键。 2.2.2晶质纤维晶质纤维按其化学组成和主晶相的不同可以分为不同类型的晶质纤维。品名分类温度/使用温度/ 含量主晶相生产方法多晶莫来石纤维1600 1400 72-74莫来石胶体法制胶，喷吹（纺丝或甩丝）成纤、 高温煅烧生成晶质纤维80% 多晶氧化铝纤维1600 1500 80莫来石，少量- -80% 多晶氧化铝纤维1600 1500 95 - -少量-多晶氧化锆纤维1600 1600 98六方晶体、四方晶体32OAl32OAl晶质纤维分类32OAl 32OAl32OAl 32OAl 32OAl 32OAl 类别特征举例散状陶瓷纤维多孔、富有弹性、松散状隔热填充料各类散状陶瓷纤维棉定性陶瓷纤维由散状纤维加工而成的多孔定行陶瓷纤维二次制品陶瓷纤维毯、毡、板、纸、模块、异形制品、纺织制品不定性陶瓷纤维以散状纤维为骨料与黏结剂、添加剂配制成的多孔不定行纤维制品陶瓷纤维可塑料、浇注料、捣打料、喷涂料及涂抹料混配（纺）陶瓷纤维由晶质纤维与非晶质纤维按一定比例配制成的 多孔定型陶瓷纤维制品各种混配（纺）纤维制品 陶瓷纤维按形态分类 3.陶瓷纤维的性质及应用陶瓷纤维的品质取决于其性质，它是评价陶瓷纤维的质量标准，也是选择陶瓷纤维的依据。性质品类性质举例化学矿物组成化学组成即化学成分，矿物组成是陶瓷纤维中含有的矿相结构性质气孔率、憎水性、体积密度、真密度、透气度热学性质热导率（导热系数）、比热容、黑度力学性质烘干耐压轻度、烧后耐压强度、烘干抗折强度、烧后抗折强度、高温蠕变性、抗拉强度使用性质耐热性和加热线收缩变化、抗热震性、抗风蚀性能、回弹 性、化学稳定性、隔音性能、电气性能、纤维直径（细度）、可塑性、结合性 主要应用v 1、各种隔热工业窑炉的炉门密封、炉口幕帘。 v 2、高温烟道、风管的衬套、膨胀的接头。 v 3、石油化工设备、容器、管道的高温隔热、保温。 v 4、高温环境下的防护衣、手套、头套、头盔、靴等。 v 5、汽车发动机的隔热罩、重油发动机排气管的包裹、高速赛车的复合制动摩擦衬垫。 v 6、输送高温液体、气体的泵、压缩机和阀门用的密封填料、垫片。 陶瓷磨料砂带 v7、高温电器绝缘。 v8、防火门、防火帘、灭火毯、接火花用垫子和隔热覆盖等防火缝制品。 v9、航天、航空工业用的隔热、保温材料、制动摩擦衬垫。 v10、深冷设备、容器、管道的隔热、包裹。 v11、高档写字楼中的档案库、金库、保险柜等重要场所的绝热、防火隔层，消防自动防火帘 陶瓷纤维毛巾 4陶瓷纤维的发展现状及发展趋势4.1陶瓷纤维的发展现状陶瓷纤维最早出现于1941年，美国巴布考克.维尔考克斯公司用于天然高岭土经电弧熔融后喷吹成纤维。20世纪40年代后期，美国两家公司生产硅酸铝系列纤维，并首次将其用于航空工业。20世纪50年代陶瓷纤维投入工业化生产，60年代研制出多种制品，并用于工业窑炉壁衬。1973年，出现能源危机后，陶瓷纤维在世界范围内得到了迅速发展。 目前，陶瓷纤维应用的显著经济效益及应用范围日益扩大。使陶瓷纤维的产量在主要工业发达国家继续保持持续增长的发展势头，其中尤以玻璃态硅酸铝纤维发展最快。随着陶瓷纤维的应用范围扩大，陶瓷纤维制品的生产结构也发生了改变。陶瓷纤维新品种的开发和生产，推进了陶瓷纤维应用技术和施工方法的发展。出现了各种预制模块纤维炉衬、纤维浇注料炉衬、纤维喷涂炉衬等各种新型炉衬结构及相应的施工方法。 4.2陶瓷纤维的发展趋势产品品种： 进入20世纪90年代，一些大的陶瓷纤维生产企业为增强企业竞争力以及企业的抗风险能力，进行了较大动作的改革，纷纷开发出了性能更高、纯度更高、更易制备的陶瓷纤维。如：杜邦公司生产的多晶氧化铝连续纤维、PRD-166 、 的混晶连续纤维。美国3M公司也开发了牌号为Nextel610、Nextel440、Nextel550、Nextel312等多种长丝连续纤维，并且具有非常好的柔韧弹性和极高的抗拉强度，可在1300以上长期使用。陶瓷纤维工艺技术：提高陶瓷纤维生产原料纯度，发展大生产能力纤维工艺技术，是陶瓷纤维技术发展的一个重要特征。32OAl 2ZrO “电阻法喷吹成纤、干法针刺制毯”与“电阻法甩丝成纤、干法针刺制毯”仍是国际上纤维生产的两种典型工艺技术。由于陶瓷纤维应用范围的广大，要求陶瓷纤维产品的功能性方向发展，以满足特定应用领域内所需的专用功能性产品。陶瓷纤维的发展趋势：目前，国内外的专业研究机构对“熔融法”生产的非晶质纤维的研究已不再投入过多的精力，其发展主要由各陶瓷纤维企业技术人员，对已定型的生产工艺、工艺装备进行改进、完善；对在开拓陶瓷纤维新应用领域需求功能性铲平、技术应用进行专题性的研究。 v陶瓷纤维的大规模探索性研究主要集中在以下方面：晶质氧化铝连续纤维的开发复合材料生产用新型纤维增强体的开发纳米结构晶质氧化铝连续纤维的开发 近几年由于全球能源价格的不断上涨、节能已成为中国国家战略的背景下，比隔热砖与浇筑料等传统耐材节能达10-30%的陶瓷纤维在中国国内得到了更多更广的应用，发展前景十分看好。