耐火纤维简介

它具有一般纤维的特性，如柔软、有弹性和一定的抗拉强度，可进一步加工成纸、线、绳、带、毯、毡等各种产品。还具有普通纤维不具备的耐高温性和耐腐蚀性。作为一种耐火隔热材料，被广泛应用于冶金、化工、机械、建材、造船、航空、航天等工业部门。1941美国巴布科克&威尔科克公司(Babcock & amp威尔考克斯。)发现，通过用压缩空气吹高岭土熔体流，获得了形状类似于石棉的纤维。后来1954，这种纤维的生产设备和技术专利公布，正式投产。20世纪60年代初，美国开发了耐火纤维制品的生产技术，并将该技术传播到日本和欧洲。20世纪60年代中期，各国开始用耐火纤维毯和湿耐火纤维毯代替耐火砖作为工业炉内衬，并相继开发出高纯硅酸铝纤维、高铝耐火纤维等新品种。20世纪70年代，多晶纤维研制成功，发展迅速。1974年，帝国化学工业有限公司首先建成一套生产多晶氧化铝纤维的半工业试验设备，1979年建成年产500 ~ 700吨..工业生产线。20世纪80年代，日本开发出含80% Al2O3的莫来石纤维，美国也生产出含72% Al2O3的莫来石纤维。应用范围从热处理炉扩大到加热炉等高温领域。

我国从70年代初开始试制硅酸铝耐火纤维，并成功应用于工业炉窑。80年代在纤维基础理论、新产品开发和推广应用方面取得了很大进展。研制成功了三种多晶耐火纤维，72% Al2O3、80% Al2O3和95% Al2O3。ZrO2多晶纤维也在实验室研制成功。耐火纤维可分为两类:非晶(玻璃态)和多晶(结晶态)。无定形耐火纤维包括铝硅酸盐、高纯铝硅酸盐、含铬铝硅酸盐和高铝耐火纤维。多晶耐火纤维，包括莫来石纤维、氧化铝纤维和氧化锆纤维。(表1)也根据耐火纤维的最高允许使用温度进行分类。

特点

耐火纤维也是一种良好的红外辐射材料，具有良好的热容量和红外加热效果。使用耐火纤维制品可有效节约能源，是一种理想的节能增效材料。生产实践证明，耐火纤维在连续加热工业炉中应用可节能15%以上，在间歇式工业加热炉中可节能30%以上。同时可以提高生产率和产品质量，实现炉子结构的轻量化和大型化，具有良好的综合性能。

耐火纤维柔软有弹性，也是理想的密封材料。因其具有绝缘、消音、抗氧化、耐油、耐水等性能，施工方便，所以广泛应用于冶金、建材、石油、化工、船舶、电力、航空航天等领域。

多晶耐火纤维是20世纪70年代初继非晶耐火纤维之后发展起来的一种新型高温隔热材料。主要用于工作温度高于1400℃的高温窑炉，可节能25% ~ 40%。多晶耐火纤维还可用作复合增强体和催化剂载体，应用效果良好。多晶耐火纤维还可用于航天导弹和原子能领域。国际上已工业化生产和应用的多晶耐火纤维主要有多晶氧化铝纤维(Al2O380%~90% ~ 90%，SiO2 21% ~ 20%)，多晶莫来石纤维(Al2O372%~79% ~ 79%，SiO2 21% ~ 28%)和多晶氧化锆纤维(ZrO292%，ZrO 292%)。

能源问题已经引起了全世界的广泛关注。一方面，能源消耗逐年增加。

另一方面，能源利用率还很低，这个矛盾在中国尤为突出。我国热窑的能源利用率仅为发达国家的50% ~ 60%，节能材料的研发已成为材料领域的一项紧迫任务。耐火纤维以其优异的隔热性能成为节能材料发展的热点。

国外多晶耐火纤维的研发起步较早，生产技术成熟，工艺稳定，纤维产品综合性能优越，已在多个领域得到应用。

多晶氧化铝纤维作为多晶耐火纤维的主要品种，具有优异的性价比和巨大的商业价值。自20世纪70年代以来，许多发达国家投入大量精力研究和开发多晶氧化铝纤维。以英国的ICI公司为例。公司生产多晶氧化铝纤维已有20多年，生产的多晶纤维使用温度可达1600℃。国外多晶耐火纤维不仅用作高温隔热材料，还用作先进陶瓷、金属和塑料的增强材料。

我国多晶耐火纤维主要是多晶莫来石纤维和多晶氧化铝纤维。70年代末，洛阳耐火材料研究所和上海耐火材料二厂开始研制多晶莫来石纤维。目前，国内多级莫来石的生产多以氯化铝水溶液和铝粉为原料，采用胶体法生产。主要用于1350℃ ~ 1400℃的陶瓷贴面。洛阳耐火材料研究所研制生产的多晶氧化铝纤维(al2o 3 380% ~ 95% ~ 95%)主要用于1500℃ ~ 1650℃的高温窑炉，年产量80吨。

在国内，多晶氧化铝纤维主要采用胶体法制造，将铝盐制成溶液，加热收缩。

制成纺丝胶体，然后在特定条件下进行成纤和热处理，得到多晶氧化铝纤维。国内多晶耐火纤维的技术水平和产品质量与国外相比还有一定差距，生产技术和设备相对落后。

多晶耐火纤维属于高档新型隔热材料，具有很大的发展潜力。未来的发展方向是开发一系列使用温度更高、使用性能更好的多晶耐火纤维相关产品，满足各种特殊要求。以多晶耐火纤维为原料生产纤维浇注料、塑性耐火材料和涂料，替代耐火砖和不定型耐火材料等传统耐火材料，可以充分发挥多晶耐火纤维在节能环保方面的优异性能，扩大多晶耐火纤维的应用范围。