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硅酸铝陶瓷纤维简介
1前言

陶瓷纤维是一种广泛应用于各类热工窑炉的绝热耐高材料。由于其容重大大低于其它耐火材料，因而蓄热
很小，隔热效果明显，作为炉衬材料可大大降低热工窑炉的能源损耗，在节能方面为热工窑炉带来了一场
革命。另一方面，由于陶瓷纤维的物理特性完全小同于传统耐火材料，因而它的应用技术和方法对热工窑
炉的砌筑同样带来了一场变革。

陶瓷纤维于70年代末在中国开始工业生产。80年代，陶瓷纤维的应用得到了迅速推广，但主要都在1000
℃以下的度范围内使用，应用技术简单落后。进入90年代，随着含锆纤维的开发和多晶氧化铝纤维的应用
推广，使用度提高到1000℃--1400℃，但由于产品质量的缺陷和应用技术的落后，应用领域和应用方式都
受到了局限，如多晶氧化铝（或莫来石）纤维不能制成纤维毯，产品规格单一，以散棉、混合纤维或纤维
块为主，虽然产品的使用度有所提高，但强度很差，限制了应用范围，也缩短了使用寿命。日前大多用于
原有炉衬内贴面，节能效果未能得到充分体现。含锆纤维是用熔融法生产的一种用途广泛、成本较低的硅
酸铝系高档陶瓷纤维产品（长期使用度可达1350℃），可大量用作砌筑各种炉窑的热面或全纤维炉衬，但
日前国内产品在这方面的质量和应用开发还很滞后。含铬纤维的使用度比含锆纤维的更高，可达1400℃，
也属于熔融法生产的硅酸铝系陶瓷纤维，价格远低于多晶纤维，在国外应用很广泛，但国内还末见报道。

2陶瓷纤维的种类及性能

陶瓷纤维的品种主要有普通硅酸铝纤维，.高铝硅酸铝纤维，含cr2o2,zro2或b2o3的硅酸铝纤维，多晶氧
化铝纤维和多晶莫来石纤维等。近年来国外已经开发成功或正在开发一些新的陶瓷纤维品种，如镁橄榄石
纤维、sio2--cao-mgo〕系陶瓷纤维、al2o3-cao系陶瓷纤维和一些特殊的氧化物纤维。

镁橄榄石纤维是.高锻烧石棉后制得的一种陶瓷纤维。它的化学组成中mgosio2<1,容重为48—640kg/m3,
导热系数为0.44—0.70（w/m℃,熔点为1600--1700℃。镁橄榄石纤维可以作为石棉代用材料在高条件下长
期使用。

sio2-cao-mgo系陶瓷纤维中的al2o3和其它杂质的含量很低，它以硅酸钙和硅灰石为原料经熔融成纤维后
制得。这种陶瓷纤维的真空成型制品在1260℃加热24h后的收缩率小于3.5％，使用安全。

另一种对健康无害的陶瓷纤维是化学组成中不含sio2的al2o3-cao系纤维，其al2o3和cao含量在90％
以上。它是用化工原料al2o3粉和caco3粉经高熔融后制得的一种陶瓷纤维。这种陶瓷纤维已有毡、毯和
真空成型制品。

用熔融法生产的石英纤维是一种性能优异的陶瓷纤维，但由于价格昂贵，一般不用作绝热材料。在石英纤
维上涂上si和a1可一进一步提.高其绝热性能。用过的石英纤维制品还可以再生使用，方法是将废石英纤
维绝热制品粉碎，与水和粘结剂混合后成型制成高绝热制品。

高硅氧纤维也是一种性能忧良的陶瓷纤维，它是用普通碱硅酸盐玻璃纤维经酸处理和热处理后制得的高si
o2含量的玻璃纤维，其长期使用度在1000℃以上。美国宇航局将它用作航天飞行器的绝热材料。

用溶胶一凝胶法可以生产al2o3纤维、多晶莫来石纤维和zro2纤维等陶瓷纤维。近年来，采用溶胶一凝胶
法还成功开发一种al2o3-y2o3纤维。在这种纤维中al2o3的含量一般为14.7-54.3％，y2o3的含量为45.
7％-85.4％，这种al2o3-y2o3纤维具有耐高、高强度高、抗高蠕变等优点，除可以用作高绝热材料外，还
可以用作高过滤材料和高结构材料的增强材料。

3陶瓷纤维的应用

3.1高绝热材料近年来，国外在钢铁工业越来越多地应用各种陶瓷纤维制品，其应用范围也在小断扩展。
在各种工业炉应用陶瓷纤维炉衬可以节能20％-40％，还可以使工业炉的自重降低90％，钢结构重量降低
70％。

在推广使用陶瓷纤维炉衬的同时，陶瓷纤维的应用技术也获得了很大的发展。据预测，如果对陶瓷纤维的
制品及其应用技术继续进行改进，设法使陶瓷纤维炉衬尽量保持陶瓷纤维使用前的性能，可以使应用陶瓷
纤维炉衬的高工业炉的能耗再降低4％左右。另外，由于多晶氧化铝纤维和多晶莫来石纤维的应用，陶瓷
纤维炉衬日前的最高使用度已可达1500-1600℃，如果在陶瓷纤维炉衬上涂上高涂料.不但可以扩大陶瓷纤
维炉衬的应用范围，提高其使用寿命，还可以使陶瓷纤维炉衬的最高使用度提高到1800℃。

在高工业炉中，不同材质和结构的陶瓷纤维炉衬在燃料燃烧产物和高的双重作用下，炉衬的表面会产生不
同程度的结晶和烧结。在这些材质中，使用含铝陶瓷纤维炉衬的变化最小，使用寿命最长。在炉衬结构方
面，以陶瓷纤维毯或模块炉衬，以及由陶瓷纤维毯和模块组成的复合