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高硅氧纖維布制造工藝及方法
高硅氧纖維布制造工藝及方法：耐火纖維的分類：耐火纖維現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，產(chǎn)品的理化性能和安裝方法根據(jù)使用要求的不同而有很大差異。產(chǎn)品分類按材質(zhì)可分為標(biāo)準(zhǔn)型（1260型）、鋯型（1425型）、鉻型（1425型）、多晶氧化鋁型（1600型）。按形式可分為纖維棉、纖維毯、纖維板、纖維氈、纖維折塊、零件和纖維紙、繩、布等。
高硅氧纖維布制造工藝及方法
耐火纖維的分類
耐火纖維現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，產(chǎn)品的理化性能和安裝方法根據(jù)使用要求的不同而有很大差異。產(chǎn)品分類按材質(zhì)可分為標(biāo)準(zhǔn)型（1260型）、鋯型（1425型）、鉻型（1425型）、多晶氧化鋁型（1600型）。按形式可分為纖維棉、纖維毯、纖維板、纖維氈、纖維折塊、零件和纖維紙、繩、布等。
(陶瓷纖維模塊)
目前，電阻噴涂纖維、干針刺地毯、電阻紡絲纖維和干針刺地毯仍然是世界上生產(chǎn)防火纖維的兩種典型工藝技術(shù)。隨著耐火纖維應(yīng)用范圍的擴大和先進技術(shù)的發(fā)展，有必要朝著與特定領(lǐng)域所需的特殊功能產(chǎn)品相對應(yīng)的功能化方向開發(fā)耐火纖維產(chǎn)品，如耐熱性優(yōu)良的產(chǎn)品。性能、機械性能、柔韌性、可紡性等。
（陶瓷耐火纖維毯）
耐火纖維制造方法
作為一種制造方法，溶解法和化學(xué)法（膠體法）并存發(fā)展，以滿足各種應(yīng)用的需要。
(1)熔融法常用于制造無定形（玻璃）纖維（小截面積和短纖維）。它技術(shù)含量低，制造成本低，應(yīng)用范圍廣。主要用于工業(yè)窯爐。熔爐和加熱設(shè)備的耐火和隔熱應(yīng)用中的一種基本材料。
(2)多晶纖維是用化學(xué)方法制造的。這種方法技術(shù)含量高，制造成本高，附加值高，但產(chǎn)品還比較少。主要用作1300℃以上高溫工業(yè)爐的耐火保溫材料和航天、航空、核電等尖端技術(shù)領(lǐng)域的增強材料。
玻璃耐火纖維的成纖工藝是采用高溫熔噴和離心紡絲。有許多制造連續(xù)和多晶耐火纖維的方法和工藝，但目前正在測試多種新的制造方法和工藝。適用的工藝方法如下：
(1)拉絲法(獲得連續(xù)纖維)，將熔化或紡絲的溶膠置于鉑或其他材料制成的坩堝中，加熱或其他方法使之達到拉絲所需的粘度。液體材料從坩堝排水板的小孔中抽出，然后高速拉伸以獲得所需直徑的纖維。通過調(diào)節(jié)粘度、板條孔直徑和拉伸速率，可以獲得不同直徑的纖維。
(2)擠壓拉伸法(獲得連續(xù)纖維)。將旋轉(zhuǎn)的溶膠置于坩堝中，施加恒定壓力，將溶膠通過漏板中的小孔擠壓并高速拉伸，以獲得所需直徑的纖維。該方法適用于制備各種連續(xù)耐火纖維的前體纖維。
(3)吹制法(獲得短纖維)。熔體流的垂直流動用于從水平或成角度的噴嘴噴出高速氣流或過熱蒸汽流，使熔體分裂并拉伸成纖維。常用于生產(chǎn)由低熔點溶膠制成的耐火纖維或耐火纖維前體。適用于各種短纖維的生產(chǎn)。
(4)離心紡絲法（獲得短纖維），又稱多效離心法。利用三個或四個不同速度和直徑的高速旋轉(zhuǎn)滾筒產(chǎn)生離心力，使落在滾筒外緣的熔體或溶膠逐漸分離和加速。適用于制備短纖維。
（高硅氧纖維布）
(5)晶體生長法(獲得單晶纖維)。將所需成分的原料熔化并從小孔中拉出（通過保溫緩慢冷卻，引起結(jié)晶過程，生長并形成穩(wěn)定的晶相），形成連續(xù)單晶纖維的方法，或晶體生長機制用于形成所需的單晶晶須。這種方法生長的纖維強度高但柔韌性低，制造過程極難控制，產(chǎn)品價格高，產(chǎn)量低。
(6) 前體法。制備多晶耐火纖維的主要工藝方法之一。由于許多陶瓷部件的熔點高，很難直接熔化和拉伸纖維，熱處理后僅使用前體纖維即可轉(zhuǎn)化為陶瓷。目前制備前驅(qū)體的原料多種多樣，可分為有機纖維浸漬法、無機鹽法、溶膠、凝膠法、無機聚合物前驅(qū)體法和泥漿法。
1)有機纖維浸漬法。該方法是通過前體法生產(chǎn)陶瓷纖維的方法之一。以有機纖維（人造或天然有機纖維）為前驅(qū)體，將其浸入稀鹽酸或乙二胺等溶液中使其膨脹，將有機纖維的非晶區(qū)擴大，再放入水溶液中進行處理在一定條件下使空腔狀態(tài)，鹽分分解成氧化物獲得穩(wěn)定的耐火纖維過程。
2)無機鹽法是前驅(qū)體法生產(chǎn)陶瓷纖維的方法之一。將無機鹽與有機聚合物混合并混合至合適的粘度后，可通過拉伸或吹塑工藝制成前體纖維，并在一定工藝條件下進行熱處理，制成耐火纖維。
3)無機高分子前驅(qū)體法。聚合物前體法是通過熔融和紡絲聚硼氮烷制成纖維。交聯(lián)。制造非熔融纖維，然后熱分解成纖維。
4)泥漿解法。前驅(qū)體法生產(chǎn)陶瓷纖維的方法之一。將陶瓷成分的細顆粒加入到所需的混合液中制成漿料，然后進行干拉伸和熱處理制成陶瓷纖維。
5)化學(xué)轉(zhuǎn)化法。陶瓷纖維的制造方法之一。低熔點零件（玻璃等）經(jīng)熔融、拉伸、物理化學(xué)方法加工，轉(zhuǎn)化為具有高溫特性的耐火纖維。目前有兩種方法，浸出液法和化學(xué)反應(yīng)法。
①浸出法。陶瓷纖維的制造方法之一。低熔點玻璃熔化并拉成纖維后，低溫玻璃纖維的化學(xué)成分因化學(xué)浸漬而發(fā)生變化。即，低熔點組分溶解并保留所需的組成，如下：具有高熔點性能的耐火纖維，如制備石英纖維。
②化學(xué)反應(yīng)法。陶瓷纖維的制造方法之一。用低熔點玻璃熔融拉伸成纖維后，與氣相或液相中的特定成分反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成高熔點耐火纖維，如制備BN纖維。
（硅酸鋁陶瓷纖維棉）
耐火纖維制備工藝
在化學(xué)氣相反應(yīng)（CVR）法中，以B2O3為原料，熔紡成B2O3纖維，然后用氨氣在低溫下加熱，使B2O3與氨氣反應(yīng)生成硼氨中間體化合物。結(jié)晶纖維在氨或氨氮混合物中在張力下進一步加熱至1800℃，轉(zhuǎn)化為BN纖維。其強度可達2.1 GPa，彈性模量可達345 GPa。
化學(xué)氣相沉積 (CVD) 是通過對鎢芯中的硼纖維進行氮化來進行的。在制造過程中，可先將硼纖維加熱至560℃進行氧化，然后將氧化后的纖維在氨水中加熱至1000-1400℃，反應(yīng)約6小時即可得到BN纖維。
有兩種方法可以制備 Si3N4 纖維。一是以氯硅烷和六甲基二硅氮烷為起始原料，二是先合成穩(wěn)定的氫化聚硅氮烷。這些纖維是通過熔融紡絲制造的，然后熔化并燒制，不產(chǎn)生 Si3N4 纖維。第二種是以吡啶和硅烷為原料，在惰性氣體保護下反應(yīng)生成白色固體加合物。置于氮氣中經(jīng)氨氣分解得全氫聚硅氮烷后，置于烴類有機溶劑中使之深溶于紡絲液中，干燥成纖維狀，置于惰性氣體或氨氣中于1100～1200℃加熱. 經(jīng)熱處理得到氮化硅纖維。
SiBN3C纖維也是采用聚合物前驅(qū)體法制造的，是最新的耐火纖維之一。原料是聚硅氮烷，經(jīng)熔紡、交聯(lián)、穩(wěn)定和分解制成纖維。
耐火纖維的分類
耐火纖維現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，產(chǎn)品的理化性能和安裝方法根據(jù)使用要求的不同而有很大差異。產(chǎn)品分類按材質(zhì)可分為標(biāo)準(zhǔn)型（1260型）、鋯型（1425型）、鉻型（1425型）、多晶氧化鋁型（1600型）。按形式可分為纖維棉、纖維毯、纖維板、纖維氈、纖維折塊、零件和纖維紙、繩、布等。
(陶瓷纖維模塊)
目前，電阻噴涂纖維、干針刺地毯、電阻紡絲纖維和干針刺地毯仍然是世界上生產(chǎn)防火纖維的兩種典型工藝技術(shù)。隨著耐火纖維應(yīng)用范圍的擴大和先進技術(shù)的發(fā)展，有必要朝著與特定領(lǐng)域所需的特殊功能產(chǎn)品相對應(yīng)的功能化方向開發(fā)耐火纖維產(chǎn)品，如耐熱性優(yōu)良的產(chǎn)品。性能、機械性能、柔韌性、可紡性等。
（陶瓷耐火纖維毯）
耐火纖維制造方法
作為一種制造方法，溶解法和化學(xué)法（膠體法）并存發(fā)展，以滿足各種應(yīng)用的需要。
(1)熔融法常用于制造無定形（玻璃）纖維（小截面積和短纖維）。它技術(shù)含量低，制造成本低，應(yīng)用范圍廣。主要用于工業(yè)窯爐。熔爐和加熱設(shè)備的耐火和隔熱應(yīng)用中的一種基本材料。
(2)多晶纖維是用化學(xué)方法制造的。這種方法技術(shù)含量高，制造成本高，附加值高，但產(chǎn)品還比較少。主要用作1300℃以上高溫工業(yè)爐的耐火保溫材料和航天、航空、核電等尖端技術(shù)領(lǐng)域的增強材料。
玻璃耐火纖維的成纖工藝是采用高溫熔噴和離心紡絲。有許多制造連續(xù)和多晶耐火纖維的方法和工藝，但目前正在測試多種新的制造方法和工藝。適用的工藝方法如下：
(1)拉絲法(獲得連續(xù)纖維)，將熔化或紡絲的溶膠置于鉑或其他材料制成的坩堝中，加熱或其他方法使之達到拉絲所需的粘度。液體材料從坩堝排水板的小孔中抽出，然后高速拉伸以獲得所需直徑的纖維。通過調(diào)節(jié)粘度、板條孔直徑和拉伸速率，可以獲得不同直徑的纖維。
(2)擠壓拉伸法(獲得連續(xù)纖維)。將旋轉(zhuǎn)的溶膠置于坩堝中，施加恒定壓力，將溶膠通過漏板中的小孔擠壓并高速拉伸，以獲得所需直徑的纖維。該方法適用于制備各種連續(xù)耐火纖維的前體纖維。
(3)吹制法(獲得短纖維)。熔體流的垂直流動用于從水平或成角度的噴嘴噴出高速氣流或過熱蒸汽流，使熔體分裂并拉伸成纖維。常用于生產(chǎn)由低熔點溶膠制成的耐火纖維或耐火纖維前體。適用于各種短纖維的生產(chǎn)。
(4)離心紡絲法（獲得短纖維），又稱多效離心法。利用三個或四個不同速度和直徑的高速旋轉(zhuǎn)滾筒產(chǎn)生離心力，使落在滾筒外緣的熔體或溶膠逐漸分離和加速。適用于制備短纖維。
（高硅氧纖維布）
(5)晶體生長法(獲得單晶纖維)。將所需成分的原料熔化并從小孔中拉出（通過保溫緩慢冷卻，引起結(jié)晶過程，生長并形成穩(wěn)定的晶相），形成連續(xù)單晶纖維的方法，或晶體生長機制用于形成所需的單晶晶須。這種方法生長的纖維強度高但柔韌性低，制造過程極難控制，產(chǎn)品價格高，產(chǎn)量低。
(6) 前體法。制備多晶耐火纖維的主要工藝方法之一。由于許多陶瓷部件的熔點高，很難直接熔化和拉伸纖維，熱處理后僅使用前體纖維即可轉(zhuǎn)化為陶瓷。目前制備前驅(qū)體的原料多種多樣，可分為有機纖維浸漬法、無機鹽法、溶膠、凝膠法、無機聚合物前驅(qū)體法和泥漿法。
1)有機纖維浸漬法。該方法是通過前體法生產(chǎn)陶瓷纖維的方法之一。以有機纖維（人造或天然有機纖維）為前驅(qū)體，將其浸入稀鹽酸或乙二胺等溶液中使其膨脹，將有機纖維的非晶區(qū)擴大，再放入水溶液中進行處理在一定條件下使空腔狀態(tài)，鹽分分解成氧化物獲得穩(wěn)定的耐火纖維過程。
2)無機鹽法是前驅(qū)體法生產(chǎn)陶瓷纖維的方法之一。將無機鹽與有機聚合物混合并混合至合適的粘度后，可通過拉伸或吹塑工藝制成前體纖維，并在一定工藝條件下進行熱處理，制成耐火纖維。
3)無機高分子前驅(qū)體法。聚合物前體法是通過熔融和紡絲聚硼氮烷制成纖維。交聯(lián)。制造非熔融纖維，然后熱分解成纖維。
4)泥漿解法。前驅(qū)體法生產(chǎn)陶瓷纖維的方法之一。將陶瓷成分的細顆粒加入到所需的混合液中制成漿料，然后進行干拉伸和熱處理制成陶瓷纖維。
5)化學(xué)轉(zhuǎn)化法。陶瓷纖維的制造方法之一。低熔點零件（玻璃等）經(jīng)熔融、拉伸、物理化學(xué)方法加工，轉(zhuǎn)化為具有高溫特性的耐火纖維。目前有兩種方法，浸出液法和化學(xué)反應(yīng)法。
①浸出法。陶瓷纖維的制造方法之一。低熔點玻璃熔化并拉成纖維后，低溫玻璃纖維的化學(xué)成分因化學(xué)浸漬而發(fā)生變化。即，低熔點組分溶解并保留所需的組成，如下：具有高熔點性能的耐火纖維，如制備石英纖維。
②化學(xué)反應(yīng)法。陶瓷纖維的制造方法之一。用低熔點玻璃熔融拉伸成纖維后，與氣相或液相中的特定成分反應(yīng)，轉(zhuǎn)變成高熔點耐火纖維，如制備BN纖維。
（硅酸鋁陶瓷纖維棉）
耐火纖維制備工藝
在化學(xué)氣相反應(yīng)（CVR）法中，以B2O3為原料，熔紡成B2O3纖維，然后用氨氣在低溫下加熱，使B2O3與氨氣反應(yīng)生成硼氨中間體化合物。結(jié)晶纖維在氨或氨氮混合物中在張力下進一步加熱至1800℃，轉(zhuǎn)化為BN纖維。其強度可達2.1 GPa，彈性模量可達345 GPa。
化學(xué)氣相沉積 (CVD) 是通過對鎢芯中的硼纖維進行氮化來進行的。在制造過程中，可先將硼纖維加熱至560℃進行氧化，然后將氧化后的纖維在氨水中加熱至1000-1400℃，反應(yīng)約6小時即可得到BN纖維。
有兩種方法可以制備 Si3N4 纖維。一是以氯硅烷和六甲基二硅氮烷為起始原料，二是先合成穩(wěn)定的氫化聚硅氮烷。這些纖維是通過熔融紡絲制造的，然后熔化并燒制，不產(chǎn)生 Si3N4 纖維。第二種是以吡啶和硅烷為原料，在惰性氣體保護下反應(yīng)生成白色固體加合物。置于氮氣中經(jīng)氨氣分解得全氫聚硅氮烷后，置于烴類有機溶劑中使之深溶于紡絲液中，干燥成纖維狀，置于惰性氣體或氨氣中于1100～1200℃加熱. 經(jīng)熱處理得到氮化硅纖維。
SiBN3C纖維也是采用聚合物前驅(qū)體法制造的，是最新的耐火纖維之一。原料是聚硅氮烷，經(jīng)熔紡、交聯(lián)、穩(wěn)定和分解制成纖維。
SiO2 纖維的制造工藝與高二氧化硅玻璃纖維相同，首先制成玻璃料，然后再次熔化。鉑金坩堝拉伸爐用于在約1150°C的溫度下進行熔體紡絲。得到紆 Vor 再加工成布等成品后，用熱鹽酸處理除去B2O3HNa2O成分，再經(jīng)燒結(jié)使纖維中SiO2的質(zhì)量分數(shù)達到95%～100%。此外，以SiO2為原料制備高粘度溶膠，紡絲生產(chǎn)前驅(qū)體纖維，然后加熱至1000℃，得到純度為99.999%的石英纖維。此外，可將石英棒或管熔化并用氫氧火焰拉成粗纖維，然后通過氫氧火焰或氣體火焰以恒定速率拉出，形成直徑為4μm的連續(xù)長纖維。10 μm，99% SiO2 含量。
