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                            國內陶瓷纖維應用技術
                            國內陶瓷纖維應用技術

                                (1)陶瓷纖維在1000℃以下工業窯爐中的應用已具有顯著的經濟效益并成為成熟的應用技術,是一種常規的節能措施。以冶金系統為例:耐火、焦化、煉鐵、煉鋼、軋鋼及機修等各生產環節1000℃以下工業窯爐應用陶瓷纖維的已達63%,新建1000℃以下間歇式爐大多采用節能型全纖維爐;傳統層鋪式纖維爐襯已被不同結構的組件式纖維爐襯所取代。 

                            (2).高鋁(AL2O3 55%)纖維制品在火焰爐內長期使用溫度一般低于1200℃,在燃油火焰爐內使用溫度更低;含鋯纖維制品的批量生產及成功應用,解決了1200-1300℃高溫窯爐所需材質;采用多晶纖維制品、混合纖維制品的造價低,纖維爐襯結構強度高。 

                            (3)隨著陶瓷纖維應用范圍的擴大,高強度、抗風蝕硬質纖維壁襯應用日益廣泛。硬質制品必須采用真空成型工藝生產,同時對不同制品在生產中加入的結合劑、集料、添加劑的配比都不相同。 

                            (4)多晶莫來石纖維(AL2O3 72%)和多晶氧化鋁纖維(AL2O3 80%、95%)自問世以來,已在冶金、石化、電瓷行業1300℃以上窯爐中使用陸續取得成功,但由于多晶纖維生產技術及工藝限制,日前僅能提供散狀多晶纖維疊條,并由疊條組成尺寸為300mm×300mm×30-50mm的纖維貼面組件。組件容重為100kg/m3,纖維疊條組件通過粘結劑粘貼于耐火磚壁。此外,用高鋁纖維按一定比例與多晶氧化鋁纖維(或多晶莫來石纖維)混合采用真空成型工藝生產混配纖維制品,可用作1250℃-1300℃高溫窯爐壁襯。 

                            (5)陶瓷纖維應用配套件是推進陶瓷纖維應用技術發展的主要條件。對于大型窯爐纖維壁襯,已由不同結構的纖維組件爐襯取代了傳統的層鋪式纖維爐襯,這一發展趨勢促進了陶瓷纖維應用配套件的發展,并出現了一些專業生產陶瓷纖維應用配套技術。 

                            (6)陶瓷纖維噴涂技術及噴涂爐襯是80年代末90年代初開發的陶瓷纖維應用新技術。日前北京、河南三門峽、上海、鞍山等地均引進了國外陶瓷纖維噴涂設備,并在石化、冶金系統工業窯爐的運用,取得了成功。 

                            5、國外發展趨勢 

                            (1)新的溶膠一凝膠原料的開發。新的溶膠一凝膠原料的開發主要是朝著有利于環境保護、降低成木和提.高纖維先驅體的可加工性能方向發展。 

                            (2)新的凝膠、纖維先驅體及纖維的制備工藝。許多研究者為了制備相同化學成分的纖維,研究了原料的不同混合方法、加入順序及反應環境。還研究了纖維先驅體的不同控制或仿制工藝、烘干、鍛燒制度對纖維性能及制備成本的影響,以希望找出最佳途徑。 

                            (3)具有新的化學成分的陶瓷纖維的制備及性能的測試比較。 

                            (4)有關晶須生長方法和新品種晶須的合成與性能研究。 

                            (5)復合纖維的研究。研究者們試圖制備一種纖維同時具有幾種纖維的優越性能,并使一種纖維內含有幾種成分,如以金屬鎢纖維或碳纖維為核心,通過氣相沉積法可以制備出強度極高的鎢-碳化硅或碳-碳化硅復合纖維。 

                            (6)陶瓷纖維表面改性。利用化學氣相沉積法或與離子鍍相類似的方法將已制成的纖維表面再包裹一層相同或不同成分的化學物質,可以極大地改變纖維的表面性能。 

                            (7)陶瓷纖維在復合材料中的應用研究。陶瓷纖維在復合材料中的應用研究始于20世紀60年代,該項研究一直是材料科學研究的熱點,而且越來越受到重視,并且已經取得了很多成功的實例。如含有總體積50%左右的碳化硅纖維增強金屬鋁,具有比純金屬鋁更小的密度,卻有比普通金屬鋁大幾十倍的抗拉強度和極高的硬度,能在400-500℃左右基木保持常溫時的強度。這種材料已在航天工程中大量應用。以陶瓷纖維增強的樹脂材料只有合金鋼密度的四分之一,卻有與合金鋼相近的抗彎和抗拉強度及抗熱沖擊性。 

                            (8)超導陶瓷纖維。陶瓷纖維將來發展方向將更注重于發展具有特殊功能的特種纖維,在末來10年在產值中占重要地位的將是用于材料增強的增強纖維。對于耐火的傳統纖維,其生產方法也將向著溶膠一凝膠法發展。 

                            6、存在問題 

                            陶瓷纖維已在國內機械、冶金、石油、化工、船舶、建材、電力等部門工業窯爐、加熱裝置及高溫管道中獲得廣泛應用,但尚存小足之處。 

                            (1)陶瓷纖維組件結構單一,制作不規范,組件錨固件無專業廠生產,制作粗糙,尺寸不規范;纖維爐襯用粘結劑、涂料的產品質量低劣。 

                            1)金屬錨固件化學組成、高溫機械性能難以滿足陶瓷纖維組件工作條件要求。 

                            2)陶瓷質錨固件的原料化學純度差,錨固件燒成溫度低,造成制品高溫結構強度差。 

                            3)氮化硅質錨固件在國內尚屬試制階段,無產品供應。 

                            4)貼面劑(粘結劑)及纖維襯表面用防腐蝕涂料只有少數專業廠生產,且品種單一(如僅有磷酸氫二鋁質粘結劑),質量小穩定,儲存期短。 

                            (2)不按纖維爐襯技術及經濟性選定爐襯材質,造成纖維爐襯造價高,使用壽命短。陶瓷纖維應用技術水平直接關系其使用效果,即使纖維制品質量稍有不足,也可通過應用技術和方法獲得理想的應用效果。為此,必須使我國陶瓷纖維應用技術與陶瓷纖維生產技術同步發展,方能開拓陶瓷纖維生產、應用的新局面。 

                            7、發展建議 

                            (1)發展不同結構的陶瓷纖維組件生產,陶瓷纖維廠應與工業窯爐設計部門、陶瓷纖維使用單位結合,開發生產適合不同類型、不同溫度范圍及不同使用條件的陶瓷纖維組件。在組件結構、材質及尺寸上應逐步定型化、系列化。 

                            (2)制定陶瓷纖維應用配套件、輔廿材料等產品的技術標準和使用規范,并由專業應用配套件、輔助材料定點廠生產金屬、陶瓷、氮化硅質等錨固件;粘結劑、涂料等輔助材料的生產系列化、規范化,以滿足不同使用條件、不同結構窯爐的需要。 

                            (3)實施陶瓷纖維國家技術標準,并及時制定新開發產品的技術標準,產品標準的技術性能指標、測定方法和測定條件應與國際標準一致。 

                            (4)目前已從國外引進不同類型陶瓷纖維噴涂設備,并在石化、冶金系統工業窯爐中取得成功應用的實例。希望通過該項技術解決長久以來一直困擾著人們的多晶纖維、混配纖維在1300℃以上.高溫窯爐的應用方法、應用壽命及應用效果等問題。

                            發布:admin 時間:[2011/4/5]
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