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公司新聞

氧化鋁陶瓷纖維應(yīng)用領(lǐng)域

2019-8-14    來(lái)源：    作者：佚名  瀏覽次數(shù)：7032

氧化鋁陶瓷主要應(yīng)用領(lǐng)域如下

(1)工業(yè)高溫爐內(nèi)襯。氧化鋁短纖維具有耐高溫性能,主要用作絕熱耐火材料,在冶金爐、陶瓷燒結(jié)爐或其他高溫爐中作護(hù)身襯里的隔熱材料。由于其密度小、絕熱性好、熱容量小,不僅可以減輕爐體質(zhì)量,而且可以提高控溫精度,節(jié)能效果顯著。氧化鋁纖維在高溫爐中使用節(jié)能效果比一般的耐火磚或高溫涂料好,節(jié)能量遠(yuǎn)大于散熱損失量,其原因不僅是因?yàn)闇p少了散熱損失,更主要的是強(qiáng)化了爐氣對(duì)爐壁的輻射給熱,使?fàn)t壁能得到更多的熱量。由于陶瓷纖維黑度較高,再通過(guò)輻射傳給物料,從而提高了物料的加熱速度和生產(chǎn)能力。

(2)航天領(lǐng)域。莫來(lái)石纖維是氧化鋁基纖維的主要品種,在結(jié)構(gòu)上主要是以莫來(lái)石微晶相的形式存在。與一般氧化鋁基比,莫來(lái)石纖維具有更好的耐高溫性,使用溫度在今了開維150℃,特別是高溫抗蠕變性和抗熱震性均有很大提高,是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外最新型的超輕質(zhì)高溫耐熱纖維。莫來(lái)石短纖維作為耐熱材料,在航天工業(yè)上已得到重要應(yīng)用。美國(guó)航天飛機(jī)采用硼硅酸鋁纖維來(lái)制造隔熱瓦和柔性隔熱材料。美國(guó)哥倫比亞號(hào)航天飛機(jī)隔熱板襯墊用的是Saffil氧化鋁纖維,當(dāng)航天飛機(jī)由太空返回大氣層時(shí),由于Saffil氧化鋁纖維能經(jīng)受600℃的高溫,這種襯墊會(huì)防止熱量通過(guò)隔熱板之間的間隙進(jìn)入防熱罩內(nèi)。

莫來(lái)石纖維與陶瓷基體界面熱膨脹率和熱導(dǎo)率非常接近,莫來(lái)石纖維的加入可以提高陶瓷基體的韌性、增加沖擊強(qiáng)度,在耐熱復(fù)合材料的開發(fā)中發(fā)展很快。采用莫來(lái)石連續(xù)纖維增強(qiáng)的金屬基與陶瓷基復(fù)合材料,可用于超音速飛機(jī),也可制造液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管和墊圈,能在2200℃以上使用。

(3)環(huán)保和再循環(huán)領(lǐng)域。氧化鋁纖維由于其良好的耐化學(xué)腐蝕性能,可用于環(huán)保和再循環(huán)技術(shù)領(lǐng)域。如焚燒電子廢料的設(shè)備,歷經(jīng)多年運(yùn)轉(zhuǎn),氧化鋁纖維仍顯示出其優(yōu)良的抗腐蝕性能;也可用于汽車廢氣設(shè)備上作為陶瓷整體襯,其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。saffil氧化鋁纖維可用于鋁合金活塞,它的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)溫度上升時(shí)膨脹較小,比純合金減少約25%,使活塞和汽缸之間吻合好, 可節(jié)省燃料。

(4)增強(qiáng)復(fù)合材料。由于氧化鋁纖維與金屬基體的浸潤(rùn)性良好,界面反應(yīng)較小,其復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐磨性、硬度均有提高,線膨脹系數(shù)降低。氧化鋁纖維增強(qiáng)的金屬基復(fù)合材料已在汽車活塞槽部件和旋轉(zhuǎn)氣體壓縮機(jī)葉片中得到應(yīng)用。又由于氧化鋁纖維與樹脂基體結(jié)合良好,比玻璃纖維的彈性大,比炭纖維的壓縮強(qiáng)度高,所以氧化鋁樹脂復(fù)合材料正逐步在一些領(lǐng)域取代玻璃纖維和炭纖維。特別是在文體用品方面,可制成各種顏色的高強(qiáng)度釣魚竿、高爾夫球、滑雪板、網(wǎng)球拍等。

氧化鋁連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料主要應(yīng)用于高負(fù)荷的機(jī)械零件和高溫高速旋轉(zhuǎn)零件以及有輕量化要求的高功能構(gòu)件,例如汽車連桿、傳動(dòng)桿、剎車片等零件及直升飛機(jī)的傳動(dòng)裝置和飛機(jī)剎車片等。最近,也有研究人員開始將其用于熱核反應(yīng)堆冷卻換熱裝置的襯里。

3.2發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景

氧化鋁纖維的生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單,對(duì)生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)條件要求不高。與炭纖維相比,氧化鋁纖維的成本要低很多,這使氧化鋁纖維的大量應(yīng)用成為可能。目前,國(guó)外已有很多公司生產(chǎn)各種型號(hào)的高性能氧化鋁纖維。

英國(guó)ICI公司采用卜內(nèi)門法生產(chǎn)商品名為Sal的氧化鋁短纖維,美國(guó)3M公司通過(guò)溶膠凝膠法生產(chǎn) Nextel系列氧化鋁纖維,其中較具代表性的品種是 Nextel312。日本住友化學(xué)公司采用預(yù)聚合法生產(chǎn)Aox氧化鋁纖維,其組分為A20、S0和B2O3。美國(guó)杜邦公司采用淤漿法生產(chǎn)FP氧化鋁纖維,氧化鋁含量為99%。日本 Mitsui Mining公司也通過(guò)淤漿法制得氧化鋁含量在95%以上的連續(xù)氧化鋁纖維。

以上幾種氧化鋁纖維制備方法中,溶膠凝膠法工藝簡(jiǎn)單燒結(jié)溫度較低且制得的纖維均勻性好,純度高,可設(shè)計(jì)性強(qiáng),產(chǎn)品多樣,已成為生產(chǎn)氧化鋁纖維的主要方法�？刂蒲趸X纖維的不同生產(chǎn)工藝,可得到性質(zhì)不同,適用于不同領(lǐng)域的纖維產(chǎn)品特別在耐火材料領(lǐng)域,已經(jīng)獲得了較大發(fā)展。

國(guó)外多晶氧化鋁耐火纖維的研究開發(fā)起步較早,目前的生產(chǎn)技術(shù)已趨成熟,工藝穩(wěn)定,纖維制品綜合性能優(yōu)越,已在許多領(lǐng)域獲得應(yīng)用。作為多晶氧化鋁耐火纖維的主要品種,氧化鋁纖維具有優(yōu)異的性價(jià)比和很大的商業(yè)價(jià)值。自20世紀(jì)70年代以來(lái)許多發(fā)達(dá)國(guó)家投入大量精力研制開發(fā)多晶氧化鋁纖維。以美國(guó)的ICI公司為例,該公司已有20多年生產(chǎn)多晶氧化鋁纖維的歷史生產(chǎn)的多晶纖維使用溫度可達(dá)1600℃以上。國(guó)外多晶耐火纖維不僅用作高溫絕熱材料,而且還用作高級(jí)陶瓷、金屬和塑料的增強(qiáng)材料。

多晶氧化鋁纖維(AL2O3,72%-97%,最高使用溫度為1700℃)的世界總產(chǎn)量還比較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通硅酸鋁纖維,其中西歐國(guó)家的產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的50%,日本占39%左右。有10%的多晶耐火纖維用于各種工業(yè)窯爐及熱加工過(guò)程,25%左右用于治金工業(yè)。

相比之下,國(guó)內(nèi)氧化鋁纖維的研究起步較晚,生產(chǎn)多晶耐火纖維在技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量上都還存在一定差距,生產(chǎn)工藝單裝備也相對(duì)落后.

在耐火材料領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)多晶氧化鋁耐火纖維主要以多晶莫來(lái)石纖維和多晶氧化鋁纖維為主,目前僅能生產(chǎn)短纖維,僅用于使用溫度為1350~1400℃的貼面。近20年來(lái),以氯化鋁水溶液和金屬鋁粉為原料,采用膠體法研制生產(chǎn)的多晶氧化鋁和多晶莫來(lái)石纖維(Al2O3,72%~95%)可以用于1350~1400℃的高溫窯爐。目前使用氧化鋁纖維為主要原料的成型產(chǎn)品,除了耐火隔熱纖維砌塊外,還有:氧化鋁短纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料活塞、纖維氧化鋁催化劑有機(jī)廢氣處理器、纖維氧化鋁燃燒輻射器等。

氧化鋁纖維及其制品在市場(chǎng)方面具有很好的發(fā)展前景�？刂蒲趸X纖維的不同生產(chǎn)工藝,可得到不同性質(zhì),不同應(yīng)用領(lǐng)域的纖維產(chǎn)品。當(dāng)前氧化鋁纖維在耐火材料領(lǐng)域的應(yīng)用已趨于成熟,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也日漸激烈。而在其他領(lǐng)域,如增強(qiáng)基復(fù)合材料、環(huán)保、催化等領(lǐng)域應(yīng)用較少,發(fā)展空間很大。利用氧化鋁纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料活塞具有高強(qiáng)度和耐磨、耐熱沖擊能力及低的線膨脹系數(shù)等優(yōu)良性能,有利于改善汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能,提高發(fā)動(dòng)機(jī)使用效率,減少?gòu)U氣排放量。氧化鋁纖維燃?xì)獯呋紵椛淦鲬?yīng)用于燒烤烘干行業(yè),能顯著提高燃燒效率,改善產(chǎn)品烘干效果。節(jié)約能源。其作為隔熱材料,具有優(yōu)異的保溫性能,能熱損失。據(jù)統(tǒng)計(jì),國(guó)際市場(chǎng)對(duì)氧化鋁纖維的需求量平均每年費(fèi)10%-15%的速度遞增。