莫來石質耐火纖維

莫來石質耐火纖維(mullite refractory fib-re)是指Al₂O₃含量70%-80%，主晶相為莫來石(3Al₂O₃·2SiO₂)的多晶質纖維狀隔熱耐火材料。1965-1975年，英國、美國、日本、聯邦德國、蘇聯等都有研製莫來石纖維的報導，至70年代末形成工業規模生產，其中美國金剛砂公司生產的"Fibermax A472"(含Al₂O₃ 72%、SiO₂ 28%)和日本電氣化學公司製造的“ALCEN A80"(含Al₂O₃ 80%、SiO₂ 20%)是典型的莫來石纖維。中國於1977年開始研製，1981年完成試驗室試驗，1986年投入批量生產。

基本介紹

• 中文名：莫來石質耐火纖維
• 外文名：mullite refractory fib-re
• 學科：冶金工程
• 領域：能源
• 範圍：耐火材料
• 原料：Al2O3含量70%-80%

簡介

莫來石質耐火纖維(mullite refractory fib-re)是指Al₂O₃含量70%-80%，主晶相為莫來石(3Al₂O₃·2SiO₂)的多晶質纖維狀隔熱耐火材料。

簡史

1965-1975年，英國、美國、日本、聯邦德國、蘇聯等都有研製莫來石纖維的報導，至70年代末形成工業規模生產，其中美國金剛砂公司生產的"Fibermax A472"(含Al₂O₃72%、SiO₂28%)和日本電氣化學公司製造的“ALCEN A80"(含Al₂O₃80%、SiO₂20%)是典型的莫來石纖維。中國於1977年開始研製，1981年完成試驗室試驗，1986年投入批量生產。

工藝

莫來石質耐火纖維一般都採用膠體法生產，把氯化鋁(AlCl₃·6H₂O)、金屬鋁粉和水，按一定比例配料，並在加熱的條件下發生溶鋁反應，生成鹼式氯化鋁溶液(母液)。冷卻後將溶液過濾，除去未反應的固體雜質，在過濾液中加入一定量的矽溶膠，加熱濃縮到具有適合成纖的粘度，再加入適量的穩定劑(甲醇、乙醉，醋酸等)、增塑劑(有機化合物)混合均勻後即成膠體。為使膠體有良好的成纖性能，套用抽真空等方法進行排氣處理。成纖可用噴吹法或甩絲法。用噴吹法進行纖維化時，膠體粘度、噴吹壓力和環境條件是影響成纖質量的關鍵因素。膠體粘度在4-25Pa·s。一較合適。粘度過高，膠體的流動性差，纖維粗而短。粘度過低，纖維中渣球含量高。噴吹壓力以0.1-0.4MPa為宜，噴吹壓力過高或過低都會使粗直徑纖維的比例增加，壓力過高時，把膠體流股吹成弧形，氣流與膠體流股接觸不良，流股分散得不好。壓力過低時，膠體不易被吹散，並造成流股分散差。當環境溫度在20-50℃時，環境的相對濕度在20%-50%較合適。膠體流股在被噴吹成纖維狀坯體過程中，必須使膠體中的溶劑揮發，以促進膠體固化，如果在成纖過程中，溶劑不能及時揮發，膠體在表面張力的作用下從纖維狀變成渣球。只有那些較細的纖維狀膠液，其比表面積較大，溶劑揮發較快，才能凝固形成纖維坯體。纖維坯體應在100-150℃進行乾燥。在熱處理過程中，450℃前脫除結構水，450-600℃坯體中的鋁鹽分解，形成無定型結構的氧化鋁和氧化矽，在900-1300℃氧化鋁、氧化矽反應形成莫來石。一般熱處理的最終溫度為1300-1350℃，保溫0.5-1h。

性能

多晶莫來石質耐火纖維呈白色，外觀光滑，柔軟，富有彈性。微觀結構是由莫來石微晶組成。莫來石是較穩定的化合物，再結晶能力弱，即在加熱過程中，莫來石微晶不容易聚集長大，這對保持莫來石纖維的強度是有利的。加熱線收縮率低。

套用

莫來石纖維已較廣泛用於箱式電爐、加熱爐、均熱爐和陶瓷燒成窯等熱工設備，最高使用溫度1500℃，長期使用溫度1350-1400℃。