[科普中国]-莫来石质耐火纤维

莫来石质耐火纤维(mullite refractory fib-re)是指Al2O3含量70%-80%，主晶相为莫来石(3Al2O3·2SiO2)的多晶质纤维状隔热耐火材料。1965-1975年，英国、美国、日本、联邦德国、苏联等都有研制莫来石纤维的报道，至70年代末形成工业规模生产，其中美国金刚砂公司生产的"Fibermax A472"(含Al2O3 72%、SiO2 28%)和日本电气化学公司制造的“ALCEN A80"(含Al2O3 80%、SiO2 20%)是典型的莫来石纤维。中国于1977年开始研制，1981年完成试验室试验，1986年投入批量生产。

简介莫来石质耐火纤维(mullite refractory fib-re)是指Al2O3含量70%-80%，主晶相为莫来石(3Al2O3·2SiO2)的多晶质纤维状隔热耐火材料1。

简史1965-1975年，英国、美国、日本、联邦德国、苏联等都有研制莫来石纤维的报道，至70年代末形成工业规模生产，其中美国金刚砂公司生产的"Fibermax A472"(含Al2O372%、SiO228%)和日本电气化学公司制造的“ALCEN A80"(含Al2O380%、SiO220%)是典型的莫来石纤维。中国于1977年开始研制，1981年完成试验室试验，1986年投入批量生产。

工艺莫来石质耐火纤维一般都采用胶体法生产，把氯化铝(AlCl3·6H2O)、金属铝粉和水，按一定比例配料，并在加热的条件下发生溶铝反应，生成碱式氯化铝溶液(母液)。冷却后将溶液过滤，除去未反应的固体杂质，在过滤液中加入一定量的硅溶胶，加热浓缩到具有适合成纤的粘度，再加入适量的稳定剂(甲醇、乙醉，醋酸等)、增塑剂(有机化合物)混合均匀后即成胶体。为使胶体有良好的成纤性能，应用抽真空等方法进行排气处理。成纤可用喷吹法或甩丝法。用喷吹法进行纤维化时，胶体粘度、喷吹压力和环境条件是影响成纤质量的关键因素。胶体粘度在4-25Pa·s。一较合适。粘度过高，胶体的流动性差，纤维粗而短。粘度过低，纤维中渣球含量高。喷吹压力以0.1-0.4MPa为宜，喷吹压力过高或过低都会使粗直径纤维的比例增加，压力过高时，把胶体流股吹成弧形，气流与胶体流股接触不良，流股分散得不好。压力过低时，胶体不易被吹散，并造成流股分散差。当环境温度在20-50℃时，环境的相对湿度在20%-50%较合适。胶体流股在被喷吹成纤维状坯体过程中，必须使胶体中的溶剂挥发，以促进胶体固化，如果在成纤过程中，溶剂不能及时挥发，胶体在表面张力的作用下从纤维状变成渣球。只有那些较细的纤维状胶液，其比表面积较大，溶剂挥发较快，才能凝固形成纤维坯体。纤维坯体应在100-150℃进行干燥。在热处理过程中，450℃前脱除结构水，450-600℃坯体中的铝盐分解，形成无定型结构的氧化铝和氧化硅，在900-1300℃氧化铝、氧化硅反应形成莫来石。一般热处理的最终温度为1300-1350℃，保温0.5-1h2。

性能多晶莫来石质耐火纤维呈白色，外观光滑，柔软，富有弹性。微观结构是由莫来石微晶组成。莫来石是较稳定的化合物，再结晶能力弱，即在加热过程中，莫来石微晶不容易聚集长大，这对保持莫来石纤维的强度是有利的。加热线收缩率低。

应用莫来石纤维已较广泛用于箱式电炉、加热炉、均热炉和陶瓷烧成窑等热工设备，最高使用温度1500℃，长期使用温度1350-1400℃3。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学