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    多晶氧化鋁纖維在應用域內的性能優勢

    [ 發布日期:2017-08-25 點擊:4214 來源:中鋼集團洛陽耐火材料研究院有限公司 【打印此文】 【關閉窗口】]
      氧化鋁纖維(多晶莫來石纖維),與碳纖維、碳化硅纖維等非氧化物纖維相比,氧化鋁纖維不僅具有高強度、高模量、耐高溫等優良性能,而且還有很好的高溫抗氧化性,耐腐蝕性和電緣性。氧化鋁纖維(多晶莫來石纖維)可與樹脂、金屬或陶瓷進行復合制備高性能復合材料,在航空、航天、軍工及高科技域應用廣泛?!?br />
      氧化鋁纖維(多晶莫來石纖維)的生產工藝比較簡單,對生產設備和生產條件要求不高,與碳纖維相比,氧化鋁纖維(多晶莫來石纖維)的成本要低很多,這使氧化鋁纖維的大量應用成為可能。目前外已有很多公司生產各種型號的高性能氧化鋁纖維。

      氧化鋁纖維(多晶莫來石纖維)主要用于高溫熱材料(短纖維)和增強復合耐火(長纖維),可以編織成無紡布、編織帶、繩索等各種形狀的纖維制品。



      工業高溫爐域節能果顯著

      氧化鋁短纖維具有突出的耐高溫性能,主要用作熱耐火材料,在冶金爐、陶瓷燒結爐或其它高溫爐中作護身襯里的隔熱材料。由于其密度小。熱性好、熱容量小,不僅可以減輕爐體質量,而且可以提高控溫精度,節能果顯著。氧化鋁纖維(多晶莫來石纖維)在高溫爐中使用節能果比般的耐火磚或高溫涂料好,節能量遠大于散熱損失量,其原因不僅是因為減少了散熱損失,更主要的是強化了爐氣對爐壁的對流傳熱,使爐壁能得到更折的熱量,再通過傳給物料,從而提高了物料的加熱速度和生產能力。

      航天域莫來石纖維有優勢

      多晶莫來石纖維是氧化鋁基纖維的主要品種,在結構上主要是以莫來石微晶相的形式存在。與般氧化鋁基纖維相比,多晶莫來石纖維具有更好的耐高溫性,使用溫度在1500-1600℃,別是高溫抗蠕變性和抗熱震性均有很大提高,是當今內外型的超輕質高溫耐熱纖維。莫來石短纖維作為耐熱材料,在航天工業上已得到重要應用。美航天飛機已采用棚硅酸鋁纖維來制造隔熱瓦和柔軟性隔熱材料。美“哥倫比亞”號航天飛機隔熱板襯墊用的是Saffil氧化鋁纖維,當航天飛機由太空返回大氣層時,由于Saffil氧化鋁纖維能經受1600℃的高溫,這種襯墊會防止熱通過隔熱板之間的間隙進入防熱罩內。

      多晶莫來石纖維與陶瓷基本界面熱膨脹率和導熱率非常接近,多晶莫來石纖維的加入可以提高陶瓷基本的韌性、增加沖擊強度,在耐熱復合材料的開發中發展很快。采用連續莫來石纖維增強的金屬基與陶瓷基復合材料,可用于超音速飛機,也可制造液體火箭發動機的噴管和墊圈,能在2200℃以上使用。



      環保和再循環域應用有亮點

      氧化鋁纖維由于其良好的耐化學腐蝕性能,可用于環保和再循環技術域。如焚燒電子廢料的設備,歷經多年運轉,氧化鋁纖維仍顯示出其優良的抗爐內各種有害物的腐蝕性能,可用于汽車廢氣設備上作陶瓷整體襯,其點是結構穩定。Saffil氧化鋁纖維可用于鋁合金適塞,它的優點是當溫度上升時膨脹較小,比純合金減少約25%,使活塞和汽缸之間吻合好,可節省燃料。

      增強復合材料性能優勢明顯

      由于氧化鋁纖維與金屬基體的浸潤性良好,界面反應較小,其復合材料的力學性能、耐磨性、硬度均有提高,熱膨脹系數降低。氧化鋁纖維增強的金屬基復合材料已在汽車活塞槽部件和旋轉氣體壓縮機葉片中得到應用。又由于氧化鋁纖維與樹脂基體結合良好,比玻璃纖維的彈性大,比碳纖維的壓縮強度高,所以氧化鋁樹脂復合材料正逐步在些域取代玻璃纖維和碳纖維。別是在文體用品方面,可制成各種顏色的高強度釣魚桿、高爾夫球、滑雪板、網球拍等。

      氧化鋁長纖維增強金屬基復合材料主要應用于高負荷的機械零件和高溫高速旋轉零件以及有輕量化要求的高功能構件,例如汽車連桿、傳動桿、剎車片等零件及直升飛機的傳動裝置等。近,也有研究人員開始將其用于熱核反應堆冷卻換熱裝置的襯里。

      氧化鋁纖維由于具有許多優良的性能,廣泛應用于各域。我研究和開發氧化鋁纖維無論在防軍工還是工業域都具有重要的意義。
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