多晶耐火纤维研究开发引人注目

目前，能源问题已经引起世界各国的广泛关注，一方面能源消耗在逐年增加，另一方面能源利用率仍十分低下，在我国这一矛盾表现得尤为突出。我国热工窑炉方面的能源利用率仅为发达国家的50％～60％，节能材料的研究开发已成为材料领域面临的紧迫任务，耐火纤维由于其具有优异的保温隔热性能而成为节能材料的开发热点。 耐火纤维：综合性能好 耐火纤维是一种纤维状轻质耐火材料，它的研究开发始于20世纪60年代初期。耐火纤维具有质量轻、耐高温、热稳定性好、热导率低、热容小及耐机械震动等优点。与传统耐火材料相比，耐火纤维的导热系数和容重分别只有传统耐火材料的1／10和1／15。因此，采用耐火纤维制造的高温炉炉壁散热少，保温性能好，炉墙质量轻，蓄热量少，热惰性小。 耐火纤维还是良好的红外辐射材料，具有良好的热辐射能力和红外加热效应，使用耐火纤维制品可有效节约能源，是理想的节能增效材料。生产实践证明，将耐火纤维应用于连续加热工业炉可节能15％以上，用在间歇式工业加热炉可节能30％以上，同时可提高生产率和改善产品质量，实现炉体结构轻型化、大型化，综合性能好。 耐火纤维柔软、弹性好，还是理想的密封材料，由于具有绝缘、消音、抗氧化、耐油和耐水性能，施工方便，因此在冶金、建材、石油、化工、船舶、电力、航天等领域应用广泛。 多晶耐火纤维是20世纪70年代初继非晶质耐火纤维之后发展起来的新型高温隔热材料，主要用在工作温度高于1400℃的高温窑炉，可节能25％～40％。多晶耐火纤维还可作为复合增强材料和催化剂载体，应用效果良好。多晶耐火纤维也应用于宇航导弹和原子能领域。　　目前，国际上已工业化生产和应用的多晶耐火纤维主要有多晶氧化铝纤维（Al2O3 80％～99％，SiO21％～20％）、多晶莫来石纤维（Al2O372％～79％，SiO221％～28％）和多晶氧化锆纤维（ZrO292％，Y2O38％）等。 国外：技术成熟开发活跃 国外多晶耐火纤维的研究开发起步较早，目前的生产技术已趋成熟，工艺稳定，纤维制品综合性能优越，已在许多领域获得应用。 作为多晶耐火纤维的主要品种，多晶氧化铝纤维具有优异的性价比和巨大的商业价值。自20世纪70年代以来，许多发达国家投入大量精力研制开发多晶氧化铝纤维。以英国的ICI公司为例，该公司已有20多年生产多晶氧化铝纤维的历史，生产的多晶纤维使用温度可达1600℃。国外多晶耐火纤维不仅用作高温绝热材料，而且还用作高级陶瓷、金属和塑料的增强材料。　　 多晶氧化铝纤维（Al2O372％～97％，最高使用温度为1700℃）的世界总产量还比较低，远远小于普通硅酸铝纤维，其中西欧国家的产量约占总产量的50％，日本占39％左右。有40％的多晶耐火纤维用于各种工业窑炉及热加工过程，25％左右用于冶金行业。 国内：产品质量和工艺有待改进 国内多晶耐火纤维主要以多晶莫来石纤维和多晶氧化铝纤维为主，主要用于使用温度为1350～1400℃的陶瓷贴面。由洛阳耐火材料研究院研制生产的多晶氧化铝纤维（Al2O380％～95％）主要用于1500～1650℃的高温窑，年产量为80吨。 我国制造多晶氧化铝纤维主要采用胶体工艺法，将铝盐制成溶液，加热收缩，制成纺丝胶体，然后在特定条件下成纤和热处理，获得多晶氧化铝纤维。 20世纪70年代末，洛阳耐火材料研究院和上海第二耐火材料厂开始多晶莫来石纤维生产工艺的开发。目前，国内多晶莫来石纤维的生产多以氯化铝水溶液和金属铝粉为原料，采用胶体法进行生产。 与国外相比，国内多晶耐火纤维在技术水平和产品质量上都还存在一定差距，生产工艺和装备也相对落后。 研究方向：系列化、多品种相关制品 多晶耐火纤维属高档新型绝热材料，虽然近些年已有了较大的发展，但与一般耐火材料相比还具有很大的发展潜力。今后的发展方向是研制一系列具有更高使用温度和更佳使用性能，能满足各种特殊要求的多晶耐火纤维相关制品。如以多晶耐火纤维为原料生产纤维浇注料、可塑料以及涂料等来替代耐火砖及不定型耐火材料等传统耐火材料，充分发挥多晶耐火纤维材料在节能、环保等方面的优异性能，拓展多晶耐火纤维的使用范围，为我国的能源战略服务，促进经济的可持续发展。