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新型保溫隔熱材料—氧化鋁纖維

添加時間:2017年4月15日  瀏覽次數:
   氧化鋁纖維即是多晶氧化鋁纖維。它是采用膠體法或有機纖維浸漬法(有機纖維先驅體法)制造的,其結構是呈微晶形態,這樣就排除了采用熔吹法制成的纖維有再結晶粉化的缺點。這種纖維在常溫和高溫下都有很大的強度,耐使用溫度高、容重小、化學穩定性好、保溫性強、介電和吸音性能優良等。
(一) 氧化鋁纖維的生產工藝
(1) 原料:
    制造多晶氧化鋁纖維時,首先在氯化鋁水溶液中加入一定量的金屬鋁粉,加熱使其反應制成母液。母液經過過濾后,再加人一定量的硅溶膠,加熱濃縮成具有一定黏度的溶液,即為膠體溶液。
    在膠體溶液中加入適量的有機胺類,如環六亞甲基四胺等;靹蚝笤谝欢ōh境中,用噴吹法或離心甩絲法或拉絲法等工藝進行纖維化,采用噴吹法工藝時,噴吹空氣壓力0.3MPa,環境溫度60℃左右,相對濕度在60%以下。
    氧化鋁纖維除用氯化鋁做原料外,還可以用醋酸鋁、硫酸鋁等做原料。
(2)制品
    在多晶氧化鋁纖維中引入一定量的氧化硅組分,其主要作用是使其晶相穩定并能抑制晶粒長大。而在膠體溶液中加人有機胺類,是為了改善膠體溶液的纖維化性能。同時有機膠產生的殘留微量炭素,也有抑制晶體長大的作用。這樣可以保證制得具有彈性好,強度大的多晶氧化鋁纖維。
(3)干燥:
    氧化鋁纖維坯體經過干燥后,在1100 ~ 1400℃范圍內進行熱處理后即成多晶的氧化鋁纖維。
    根據J. D. Birchall介紹,可用溶液甩絲法制造多晶氧化鋁纖維。
用氯化鋁溶液或其他鋁鹽溶液做原料,并添加有機聚合物等輔助劑使其流變性能適合于紡絲等需要,此法生產的纖維有如下特點:
(1) 泥漿甩絲法制連續纖維(長纖維):所用溶液的黏度須在10 ~ 100Pa· s之間,溶液從噴絲頭的100 ~200μm直徑細孔噴向干燥的空氣中形成纖維,繞在一個轉輥上,轉輥速度決定纖 維直徑的大小。
(2) 溶液甩絲法制切斷纖維(短纖維):用離心甩絲法或氣體拔絲法制成,溶液黏度為0.5 〜2. OPa • S。
上述兩種成纖維方法都必須通過以下3個階段的熱處理程序:
(1) 烘干:烘干時要防止凝膠纖維畸變、防止形成內部孔洞或氣泡。
(2) 在較高溫度下使含水材料進一步脫水,去掉酸類物質,并把有機物燒掉。
(3) 在更高的溫度下制得無水的、結晶度適當的氧化鋁,并消除氣孔。
    多晶氧化鋁纖維制成的產品熱導率很低,在200℃以下為0.077W/m·K,在1600℃以下為0.5W/m·K.多晶氧化鋁纖維在高溫爐上用作保溫、隔熱材料,可節能40%。這種纖維材料抗熱震性能好。還應用于核裝置絕熱,汽車廢氣催化轉換用陶瓷支柱的填充物、航空發動機隔音材料以及太陽灶的隔熱材料。
    英國專利介紹:一種在最后熱處理以前用聚醋酸乙烯酯上膠的方法生產高抗張強度的氧化鋁纖維。其具體做法是:采用無水紡絲法制造以氧化鋁為主的纖維包含鋁的化合物的乳化液或溶解物,少量的聚乙烯氧化物進行紡絲。上膠后熱處理纖維,鋁化物最好與硅元素一起拉成細絲,上膠可提高纖維的抗張強度。
關鍵詞:氧化鋁纖維   
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