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新型陶瓷纤维的制备及性能研究现状及发展趋势∗

高伟超;康永

【摘要】Ceramicfiberisasetoftraditionalinsulationmaterials,refractory

fibrousexcellentperform-anceinonelight-weightrefractories,ceramic

fiber,lightweight,hightemperature,thermalstability,lowther-mal

conductivity,heatre-sistanceofsmallandadvantagessuchasmechanical

vibrations,whichinvolvesallareasofitsproducts,developmentpros-

pects.Thispaperpointsoutthepresentsituationofthepreparationand

propertiesofthenewceramicfiber,andpointsoutthedevelopment

directionoftheceramicfibertechnologyinthefuture.%陶瓷纤维是一种集传

统绝热材料、耐火材料优良性能于一体的纤维状轻质耐火材料。它具有质量轻、耐

高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械震动等优点，因而其产品涉及众多

领域，发展前景十分看好。笔者叙述了新型陶瓷纤维的制备、性能研究现状及未来

陶瓷纤维技术发展方向。

【期刊名称】《陶瓷》

【年(卷),期】2016(000)010

【总页数】4页(P21-24)

【关键词】陶瓷纤维;制备;性能;研究趋势

【作者】高伟超;康永

【作者单位】陕西金泰氯碱化工有限公司陕西榆林718100;陕西金泰氯碱化工有

限公司陕西榆林718100

【正文语种】中文

【中图分类】TQ174.75

陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质量轻、耐高温、热稳定性好、导热率

低、比热容小及耐机械振动等优点，因而在机械、冶金、化工、石油、交通运输、

船舶、电子及轻工业部门都得到了广泛的应用，在航空航天和其它要求耐高温和较

好力学性能的部件，包括烧蚀材料(如宇航器重返大气层的隔热罩、火箭头锥体、

喷嘴、排气口和隔板等)[1]。此外，还可应用于熔融金属或高温气液体的过滤材料

和耐极高温的绝热材料等[2]，发展前景十分看好。

由于陶瓷纤维的应用范围越来越广，以及随着高新技术的发展，要求陶瓷纤维产品

向功能性方向发展[3]，以满足特定领域内所需的专用功能性产品，如使产品具有

优良的耐高温性能、机械力学性能、柔韧性能和可纺性能等[4]。

1)陶瓷纤维耐高温。长期使用温度可达850℃，与陶瓷纤维其它制品复合工艺安

装可达1300℃。

2)使用寿命长。可做绝热体永久层，寿命达5～10年。

3)经济节能。比常规材料节能10%～30%。

4)环保无毒。在火场中和高温下不释放任何有毒物质，不含石棉(全系列)，多溴联

苯(阻燃剂)。

5)具有很好的化学稳定性。可长期耐受除氢氟酸、强碱外的大部分酸碱环境，不分

解不变质，可长期耐受各种热辐射(紫外光、红外光、可见光)及电磁辐射，性能不

退化。

6)隔音减震。本材料为纤维材料，是一种优秀的隔音减震材料，声速在本材料中会

下降至在空气中的三分之一。

7)具有优越的隔热性能。常温(25℃)导热系数最低可达0.015W/m·K，600℃时

的导热系数为0.030W/m·K。该材料与目前常用的绝热保温材料相比绝热效果可

提高2～10倍，同时还可减少绝热层厚度的30%～50%。

前驱体聚合物转化法是以分子结构设计为理念，采用含硅或硼的单体合成含有目标

陶瓷元素组成的分子前驱体，经聚合得到具有良好可纺性、陶瓷产率高的前驱体聚

合物，然后经过纺丝制备成有机纤维，再通过化学反应使其交联成为立体网状结构

的“热固性”纤维，最后通过高温裂解和高温陶瓷化处理得到目标陶瓷纤维。前驱

体聚合物转化法中最关键的是前驱体聚合物的结构设计、合成及性能调控。对于高

性能陶瓷纤维的合成而言，理想的前驱体聚合物应满足以下几个要求：

1)组成中非目标元素少，产物较纯，陶瓷转化率高。

2)聚合物具有稳定结构或可在热分解前转化为稳定结构。

3)聚合物分子结构中有活性基团，可通过反应得到稳定结构或交联结构。

利用BH3·S(