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耐火纤维制造方法

在制造方法方面,熔融法与化学法(胶体法)同时并存且同步发展,以适应不同品种的用途的需要。

1、熔融法,常用于生产非晶质(玻璃态)纤维(小断面积,短纤维的生产),其技术含量低,生产成本低,产品的应用量大面广,主要用于工业窑炉、加热装置耐火、隔热应用领域中的基础材料。

2、化学法,用于生产多晶质纤维,该法技术含量高,生产成本高,附加值高,但产品仍较少。主要用于1300以上高温工业窑炉的耐火隔热及航天、航空、核能等尖端技术领域增强体材料。

    玻璃态耐火纤维成纤工艺方法就是采用高温熔融喷吹和离心甩丝法。连续纤维和多晶质耐火纤维其制取方法及工艺比较多,目前各种新的制作方法及工艺仍在试验中,已应用的工艺方法有:

1、拉丝法(获取连续纤维),将熔体或纺丝溶胶放入白金或其它坩埚内,利用加热或其他方法,使它具有拉丝时所需的粘度。该液料从坩埚漏板上的小孔中拉出,再经高速拉伸即可获得所需直径的纤维。通过调整粘度、漏板孔的直径和拉丝速度可获得不同直径的纤维。

2、挤压-拉丝法(获取连续纤维),将纺丝溶胶放入坩埚内,并施加一定的压力,使溶胶挤过漏板上的小孔,再经高速拉伸可获所需直径的纤维。该法适合制备各种连续耐火的前驱体纤维。

3、喷吹法(获取短纤维)。将垂直下的熔体流股,用从水平或成一定角度的喷嘴中,喷射出高速气流或过热蒸汽流,使熔体分裂,牵伸成纤维的工艺方法。一般用于熔点不高的耐火纤维或溶胶制耐火纤维前驱体的制造中。适合制造各种短纤维。

4、离心甩丝法(获取短纤维),亦称为多辊离心法。采用3根或4根不同转速和直径的调整旋转辊,借其产生的离心力,将落在辊外缘的熔体或溶胶逐级分离、加速甩成纤维。适合于制备短纤维。

5、晶体生长法(获单晶纤维)。阄所需组分的原料熔融,再从小孔上引出的方法(通过保温进行缓冷,允许结晶过程发生、长大和稳定晶相形成),形成连续的单晶纤维或利用晶体的生长机制形成所需的单晶晶须。用此法生长的纤维强度高,但可挠性差,制造进程的控制非常困难,产品的价格较高,产量低。

6、前驱体法。制备多晶耐火纤维的主要工艺方法之一。由于许多陶瓷成分的熔点高,难以用熔融法直接拉成纤维,只能采用前驱体纤维,经过加热处理后,使其转化为陶瓷体的一种工艺方法。目前以其制备前驱体的原料形式不同,可分为有机纤维浸渍法、无机盐法、溶胶、凝胶法、无机聚合物前驱体法及泥浆溶液法等。

(1) 有机纤维浸渍法。该方法是前驱体法制陶瓷纤维的方法之一。以有机纤维(人工合成或天然有机纤维)作为前驱体,将它放在稀盐酸或乙二胺等溶液中,使它进入非晶态的空穴中,经特定条件处理后,盐类分解为氧化物而获得稳定的耐火纤维的工艺方法。

(2) 无机盐法是前驱体法制陶瓷纤维的方法之一。将无机盐与有机聚合物混合,调配至合适粘度后,再用拉丝或喷吹工艺制成前驱体纤维,在一定的工艺条件下热处理即可制成耐火纤维。

(3) 无机聚合物前驱体法。聚合物前躯体法是由聚硼氮烷熔融纺丝制成纤维后,进行交联。生产不熔化的纤维,再经裂解制成纤维。

(4) 泥浆溶液法。前驱体法制陶瓷纤维的方法之一。将陶瓷组分的细颗粒,加入所需的倾倒物溶液中,制成泥浆,经干法拉丝,热处理后成为陶瓷纤维。

(5) 化学转化法。制备陶瓷纤维的方法之一。将低熔点的组分(如玻璃等),经熔化、拉丝后,再通过物理化学方法处理,使它转化成具有高温特性的耐火纤维。目前有两种方法:浸析法和化学反应法。

a浸析法。制备陶瓷纤维的方法之一。将低熔点玻璃熔化、拉丝成纤后,通过化学浸渍方法,使低温玻纤的化学成分发生变化,即溶出低熔组分保留所需成分,便可成为具有高熔点性能的耐火纤维,如石英纤维的制备。

b化学反应法。制备陶瓷纤维的方法之一。用低熔点玻璃,经熔化——拉丝成纤后,与一定成分的气相或液相反应而转化为高熔点的耐火纤维,如BN纤维的制备。


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