《高分子复合材料》课件-3.40氧化铝纤维的定义

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Altex3.2098.1250204013003.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