石英玻璃纤维.docVIP

石 英 玻 璃 纤 维 摘要：石英纤维作为陶瓷类纤维的一种，其应用领域比较广泛，本文主要从其性能、制作工艺和应用前景去阐述石英纤维。其良好的性能使其在纤维行业中得到了广泛的发展。目前其制作工艺相对成熟，市场应用价值高。现阶段我国应大力开发石英玻璃纤维生产技术和产品种类，推动我国航空、航天、军工、半导体事业的发展。 关键字：性能，制备方法 应用 发展前景 性能和制备方法 石英纤维是由高纯度二氧化硅和天然石英晶体制成的纤维，因为其原料的关系，使得其具有良好的物理化学性能。石英纤维的纯度能够达到99.95%，密度2.2g/cm3。拉升强度为7GPa，具有耐热、耐腐蚀和柔软性。在一定的高温下，它的强度保持率高、尺寸稳定、抗热震性、化学性能稳定、透光性以及电绝缘性好。增强用长丝直径4～10μm，作为石英棉的纤维直径视用途而异，约0.7～10μm。 在生产工艺上，石英纤维制作成本比较高，价格比较贵，它是采取熔融法制备。在实际生产中，可根据产品的具体要求选用相应高纯度的石英晶体或纯净的二氧化硅粉料，已降低成本，扩大应用范围。石英纤维生产方法有三种，（1）将石英棒或管用氢氧，再用氢氧焰吹管喷吹，制成直径0.7～1μm的石英棉；（2）石英经火焰熔融后用高速气流形成短纤维及其毡片；（3）将石英丝或棒以恒定速度通过氢氧焰或火焰，软化后高速拉成长丝。其成型工艺的特点是，石英玻璃熔体的高温粘度非常高，见图1l-3。纤维成型温度高达2150，成型温度高引发玻璃熔体中二氧化硅的蒸发。试验结果表明，当温度超过1800时，二氧化硅的蒸气压迅速升高，二氧化硅的蒸发加剧，随着温度的进一步升高，二氧化硅的蒸发愈加剧烈，见表11-1。成型温度高不但造成二氧化硅的蒸发损失，而且由于二氧化硅在纤维表面上沉积，降低了石英玻璃纤维的质量。因此，拉线温度不宜过高，一般控制在2000～2200范围内 表11—3二氧化硅蒸汽压与温度的关系 温度/℃ 1732 1798 1867 1911 1969 2053 2141 2227 SiO2 10 20 40 60 100 200 400 760 用熔融法生产的石英纤维是一种性能优异的陶瓷纤维，但由于价格昂贵，一般不用作绝热材料。在石英纤维上涂上si和 a1可一进一步提.高其绝热性能。用过的石英纤维制品还可以再生使用，方法是将废石英纤维绝热制品粉碎，与水和粘结剂混合后成型制成高绝热制品。石英玻璃纤维成型工艺性能见表11-。其特点是析晶上限温度高，纤维成型时熔体的粘度高，纤维成型温度高和纤维成型能力高。石英玻璃属长料性玻璃，其高温粘度的温度变化率小，因此成型温度的波动对纤维直径的影响很小，只有在石英玻璃熔体高温急剧蒸发产生很大耗损时才会表现出来。但成型温度的变化，却直接影响到纤维成型的可能性和拉丝作业的稳定性。因此，精确控制成型温度十分重要。表11- 石英玻璃纤维成型工艺性能纤维成型时熔体的粘度/Pa·s析晶上限温度/纤维成型温度/纤维成型能力η/γ*（Pa·S·M）/N石英玻璃E玻璃