《高分子复合材料》课件——3.40氧化铝纤维的定义.pptxVIP

1.氧化铝纤维的定义

氧化铝纤维的定义氧化铝纤维属于高性能无机纤维，其主要成分是三氧化二铝（Al2O3），其它微量成分有二氧化硅（SiO2）、三氧化二硼（B2O3）、氧化锆（ZrO2）、氧化镁（MgO）等金属氧化物，具有长纤、短纤、晶须等形式。

氧化铝纤维

氧化铝纤维发展陶瓷纤维的一种，20世纪70年代开始发展，多晶体纤维。既有用于绝缘材料的短纤维，又有用于结构材料的长纤维。主要组分：Al2O3为主要成分，还有SiO2、B2O3Al2O3含量大于70%——氧化铝纤维Al2O3含量小于70%——硅酸铝纤维

氧化铝纤维的种类α-Al2O3β-Al2O3γ-Al2O3连续纤维δ-Al2O3短纤维

2.氧化铝纤维的性能

氧化铝纤维的性能(1)耐热性好，在空气中加热到1250℃还保持室温强度的90%，碳纤维通常在400℃以上就氧化燃烧。(2)不被熔融金属侵蚀，可与金属很好地复合。(3)表面活性好，不需要进行表面处理，即能与树肥和金属复合。(4)具有极佳的耐化学腐蚀和抗氧化性，尤其在高温条件这些性能更为突出。

(5)用氧化铝增强的复合材料具有优良的抗压性能，压缩强度比GFRP高，是GFRP的三倍以上，耐疲劳强度高，经107次重复交变加载后，强度不低于静强度的70％。

(6)电气绝缘、电波透过性好。与玻璃钢相比，它的介电常数和损耗值小，且随频率的变化小，电波透过性更好

氧化铝纤维的性能纤维类型γ-氧化铝α-氧化铝生产公司住友化学DuPontNextel(3M)直径／μm密度／g.cm-3拉伸强度／MPa弹性模量／GPa最高使用温度／℃173.217652061250203.919613851100103.714911471300

氧化铝纤维的性能比较生产公司密度g/cm3纤维直径μm强度cN/dtex模量cN/dtex熔点℃最高使用温度杜邦法Alumina3.9515-253.5-5.2962.0204511003M法Nextel2.50116.960020401300卜内门Saffil3.4033.0294.120401600住友法Altex3.2098.125020401300

3.氧化铝纤维的制备

氧化铝纤维的制造方法1、淤浆法（杜邦公司）2、溶胶-凝胶法（3M公司）3、住友法（日本住友公司研制）4、ICI（英国ICI公司研制）

氧化铝纤维制造方法1.淤浆法：α-氧化铝纤维30nm杜邦公司生产，商品名Alumina，Al2O3含量99.5%。α-氧化铝粉末(0.5μm)+Al(OH)3+Mg(Cl)2混合液干法纺丝烧结处理通过含硅气体。(1300℃)(1500℃)

氧化铝纤维的制造方法2.溶胶法：γ-氧化铝纤维美国3M公司生产，商品名Nextel312组分：62%Al2O3、14%B2O3、24%SiO2Al2O3+硅溶胶+硼酸纺丝预烧结(900℃)高温烧结（1000℃以上）再在张力下烧结

氧化铝纤维的制造方法3.预聚合法：γ-氧化铝纤维5-10nm日本住友化学公司制备，商品名Altex化学组分：85%Al2O3、15%SiO2纺丝溶液干法纺丝烧结处理(700-1200℃)纺丝溶液：用有机铝化合物聚合成有机铝聚合物，再将有机溶剂和含硅化合物与其混合制成的粘稠液

氧化铝纤维的制造方法4、卜内门法：δ-氧化铝短纤维英国ICI公司生产，商品名赛非尔Saffil铝盐水溶液+聚环氧乙烷+聚硅氧烷纺丝液纺丝烧结

4.氧化铝纤维的应用

氧化铝纤维的用途氧化铝纤维具有优异的抗高温、耐腐蚀、低变形、低热导率、低空隙率与独特的电化学性质。针对上述特点，氧化铝纤维适合于制造即需要轻质高强又需要耐热的结构件。

加热装置的隔热及电绝缘材料方面应用：氧化铝纤维板

氧化铝纤维产品特性耐高温：可满足1250℃～1500℃之间高温炉全纤维炉衬的要求；高温性能稳定：复合模块热面全部为氧化铝纤维毯，在高温下不会出现析晶粉化，加热永久线变化小，炉衬使用寿命长；低蓄热：对间断式操作的加热炉节能效果非常显著；低导热率：抗热震性能优良；化学性能稳定、耐侵蚀性能强；抗高温气流冲刷性能强，最高抗气流冲刷速度可达到50m/s；施工简便，周期短；21

工业窑炉烧嘴方面运用：氧化铝纤维混配异型件

氧化铝纤维产品特性低热容重，低热导率耐火温度高，线收缩小抗热震性能好尺寸精确抗侵蚀抗风刷性能好23

窑炉，锅炉衬膨胀缝方面运用：氧化铝纤维毡

氧化铝纤维产品特性耐高温低