耐火纤维是指使用温度在1000~1100℃以上的纤维耐火材料。它既具有一般纤维的特性,如柔软、高强度,可加工成各种带、线、绳、毯、毡等,又具有普通纤维所没有的耐高温、耐腐蚀的性能,并且大部分耐火纤维抗氧化。
非晶质硅酸铝纤维A12O3含量波动于45~65%,A12O3含量越高,耐火性提高;非晶质硅酸铝质纤维再加热时产生莫来石和方石英析晶。
在高温使用时须注意到由于纤维空隙率大,在高温下:1)通过空隙的辐射传热,2)因温度梯度产生的气体自然对流, 3)由于流经表面的压差引起强制对流传热的影响表现明显,在体积密度低的部分热导率有膨胀的倾向。
为了提高纤维的隔热材料的隔热能力,从设计材料的角度看,除了寻找和研制对辐射具有高的反射、散射性能的纤维外,还须选择佳的纤维直径和排列取向,以及密度。
耐火纤维是一类高性能的耐火材料,通常由陶瓷纤维或金属氧化物纤维制成,具有优异的耐高温、隔热和耐化学侵蚀性能。它们根据材料成分和使用温度的不同,可以分为几种主要类型:
分类
陶瓷纤维
成分: 主要由氧化铝、二氧化硅等无机物质组成。
特点: 轻质、柔软,具有优异的隔热性能和抗化学侵蚀能力。
常见材料: 氧化铝纤维、硅酸铝纤维、莫来石纤维等。
使用温度: 通常可分为标准型(约1000°C)、高温型(约1260°C)、超高温型(约1600°C)。
金属氧化物纤维
成分: 主要由铝、硅、钛等金属氧化物组成。
特点: 密实、高强度,具有较高的耐高温性和化学稳定性。
常见材料: 铝硅纤维、铬铝纤维、钛纤维等。
使用温度: 一般可以达到1300°C以上,某些特殊合金纤维甚至可达到1600°C以上。
有机增强复合纤维
成分: 聚合物基质中添加陶瓷颗粒或其他耐火材料。
特点: 结合了有机聚合物的柔软性和耐火材料的耐高温性能。
常见材料: 有机硅增强复合纤维、碳纤维复合材料等。
使用温度: 可以根据具体材料的组成和处理方式进行调节,一般可在300°C以上到1000°C左右。
使用温度
标准型耐火纤维: 使用温度大约在800°C到1000°C之间。主要用于低温隔热和保温,如家电、建筑材料中的绝缘和保温。
高温型耐火纤维: 使用温度大约在1200°C到1400°C之间。适用于中高温隔热和保温,如工业窑炉内衬、热处理设备隔热。
高温型耐火纤维: 使用温度可以达到1600°C以上。主要用于高温环境下的隔热和保温,如航空航天、高温熔炼设备。
应用领域
冶金工业: 高温炉窑的内衬、隔热层。
玻璃工业: 玻璃熔窑的隔热和保温。
陶瓷工业: 高温窑炉的热源、保温材料。
化工工业: 高温反应器、炉窑的内衬。
航空航天: 航空发动机隔热、航天器热控制。
耐火纤维由于其轻质、柔软和良好的隔热性能,在各种工业领域中广泛应用,可以有效提高设备的热效率,延长使用寿命,并降低能源消耗。