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无机纤维隔热材料的种类

2024-06-12 20:29:50


海南隔热材料

01、硅酸铝纤维隔热材料


硅酸铝纤维具有很多优点,如耐热性好、密度小、蓄热小、吸音性、有弹性、隔热性能好、抗机械振动、电气绝缘性,其使用温度达到1200℃,导热系数范围在0.03-0.22W/(m·K)。经进一步特殊加工,可制成硅酸铝纤维板、硅酸铝纤维毡等隔热材料。硅酸铝纤维制品已经在较多领域得到应用,如工业窑炉保温工程等,广泛应用于冶金、机械、电力、化工的热能设备上的保温上;同时,新型硅酸铝纤维复合材料,可以作为隔热材料,应用在火箭发动机部件的隔热层、氧气发生器的绝热层等热防护系统中。


02、莫来石纤维隔热材料


莫来石是氧化硅、氧化铝二元体系中能够稳定存在的化合物,化学式为3Al2O3-2SiO2。莫来石纤维具有高强度、高模量、耐高温、抗蠕变性和抗热震性的优点,使用温度在1500-1600℃,广泛应用于航空航天、军工及高科技民用领域。目前,莫来石砖作为应用最广泛的莫来石基隔热材料,经常作为高温加热炉的炉衬材料,如柳云衡等研究了其应用在高温加热炉中,以及曹卫宁等研究了其应用在轧钢加热炉上。


03、氧化铝纤维隔热材料


氧化铝纤维,以Al2O3为主要成分,是一种多晶陶瓷无机纤维。其主要性能如下:直径10-20μm,密度2.7-4.2g/cm3,抗拉强度1.4-2.45GPa,抗拉模量190-385GPa,最 高使用温度为1100-1400℃。

氧化铝纤维除具有一般陶瓷纤维的高强度、耐热性好、热导率小等优点外,还有生产工艺简单、原料成本较低等特点,广泛应用于工业、军事、民用等领域。氧化铝短纤维具有突出的耐高温性能,且其热导率不足传统耐火砖的1/6,主要用作绝热耐火材料,在冶金炉、陶瓷烧结炉等高温炉中作为隔热材料,具体实践应用表明,氧化铝纤维应用在工业窑炉可节能15%-30%。同时,氧化铝纤维作为隔热材料大量应用于航空航天领域。美国航天飞机隔热板衬垫用的是Saffil氧化铝纤维,能经受1600℃的高温,可以防止热量通过隔热板之间的间隙进入防热罩内。美国高超声速飞行器HTV-2的高温多层隔热材料也以Saffil氧化铝纤维为基础,并在反射层上沉积了金蒙皮。美国X-51A和X-43A轨道飞行器的上表面、发动机舱内部等部位都采用了柔性可重复使用的隔热材料FRSI,而其中氧化铝纤维则作为FRSI的主题隔热材料被使用。


04、氧化锆纤维隔热材料


氧化锆纤维是一种多晶无机纤维,具有耐高温、高强度、热膨胀系数低等特点,其熔点为2700℃,在温度为2480℃时仍可保持其纤维形态,1400℃左右还具有可绕性,1000K时导热系数为0.19w/m·K。

氧化锆纤维广泛应用于高温炉的绝热保温等,经进一步特殊加工,可以制备成氧化锆纤维毡、纤维布及刚性纤维制品等,在激光单晶生长炉中使用氧化锆纤维毡作为隔热材料,可以降低能耗;使用氧化锆纤维纸作碱性电池隔膜比常用的石棉纸、玻纤纸隔膜性能优越,寿命长。氧化锆纤维制备的金属基或陶瓷基复合材料,可以提高氧化锆纤维的性能,如氧化锆纤维与氮化物的复合材料能有效提高材料的热性能。


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