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陶瓷纤维性能与应用

编辑:耐火浇注料   时间:2022-05-24    浏览:150   

  陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点,与金属材料、高分子材料并称为当今三大固体材料。陶瓷材料按应用的性质及领域,分为结构陶瓷和功能陶瓷。结构陶瓷:结构陶瓷拥有耐高温、化学稳定好、不易腐蚀、强度高、硬度大、热传导性好等优点。按照其组分,结构陶瓷分为三类:氧化物陶瓷,非氧化物陶瓷,陶瓷基复合材料;功能陶瓷:功能陶瓷是一种利用其非力学性能的材料。功能陶瓷在生物技术、航空航天、能源开发等领域有众多应用。 

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 陶瓷纤维纸 

陶瓷纤维作为一类重要的陶瓷材料,得到众多研究者的广泛关注。陶瓷纤维可有效阻止陶瓷在受到应力作用时产生裂纹扩展的缺点,将陶瓷纤维与基体复合制备纤维增强陶瓷基复合材料是提高陶瓷韧性一有效办法,连续陶瓷纤维是纤维增强陶瓷基复合材料重要一类,其具有的高韧性与高强度引起了世界各国的广泛关注。 

陶瓷纤维的种类 

陶瓷纤维是一种质量轻、形貌为纤维状的耐火材料,其纤维长度为100~250mm,纤维直径为2~5μm。陶瓷纤维制品具有重量轻、耐高温、热容小、保温与高温绝热性能良好等优势,因此在航空,石油化工等领域广泛应用。陶瓷纤维种类较多,按微观结构可分为结晶态纤维与玻璃态纤维,其中SiO2和Al2O3是玻璃态纤维的典型代表;按化学成分可将陶瓷纤维分为氧化物纤维和非氧化物纤维,其中SiC和Si3N4为非氧化物纤维的代表;按使用温度可将陶瓷纤维分为三类:低档陶瓷纤维(800~1100℃),中档陶瓷纤维(1100~1300℃),高档陶瓷纤维(1300~1500℃)。 

陶瓷纤维应用 

绝热保温材料:陶瓷纤维耐高温特性良好,其可承受1500℃高温;陶瓷纤维还具有良好的隔热功能,主要是由陶瓷纤维的混合结构(即固态纤维和空气组成)决定的。因此陶瓷纤维可以很好的将耐火材料韧性差的问题解决。陶瓷纤维的绝热保温性能使陶瓷纤维制品在工业炉炉壁和建筑材料上得到广泛使用。 

高温过滤材料:陶瓷纤维的比表面积大,由其制备的过滤材料过滤纯度高,陶瓷纤维同时在热稳定性、化学稳定性和抗热震性方面表现出更优异的性能。因此陶瓷纤维在环境领域,如空气净化、污水处理、烟气过滤等方面应用广泛。 

吸声隔音材料:陶瓷纤维材料具有良好的吸声隔音效果,主要是由于当声波传到材料内部时,声波与纤维孔隙内存在的空气产生粘滞作用,同时声波还将与纤维间产生摩擦阻力,因而损耗的部分声能转化形成热能。另外,纤维孔隙内的空气在被压缩时产生热传导,热传导也会使声能耗损,从而将传入的声波吸收。因此陶瓷纤维材料具有良好的吸声隔音效果,使其在建筑、交通等领域得到广泛应用。 

催化剂载体材料:陶瓷纤维具有比表面积大,孔隙率高,催化效果佳等优势,当负载催化剂的陶瓷纤维使用在控制扩散反应中时,由于其扩散阻力小因而得到良好的催化效果,因此陶瓷纤维作为催化剂在催化领域存在巨大应用潜力。 

增强增韧材料:陶瓷材料韧性差的劣势众所周知,因而陶瓷纤维是增韧陶瓷材料最有效的方法。应用较多的陶瓷纤维有:Al2O3长纤维,SiC长纤维等。同时陶瓷纤维在金属材料增韧上也可应用。新型功能性材料:陶瓷纤维由于拥有众多优点,因此在新型高温超导材料,新型功能材料,如远红外纤维,导电纤维等方向得到广泛应用。 



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