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氧化鋯耐火纖維介紹

氧化鋯耐火纖維主成分為ZrO2多晶體的隔熱耐火材料。又名多晶氧化鋯纖維或穩(wěn)定ZrO2纖維。中國(guó)于1978年開始研制氧化鋯耐火纖維,并很快取得成功。因ZrO2耐火纖維價(jià)格昂貴,僅限于試驗(yàn)
    氧化鋯耐火纖維主成分為ZrO2多晶體的隔熱耐火材料。又名多晶氧化鋯纖維或穩(wěn)定ZrO2纖維。中國(guó)于1978年開始研制氧化鋯耐火纖維,并很快取得成功。因ZrO2耐火纖維價(jià)格昂貴,僅限于試驗(yàn)室批量試制,尚未大規(guī)模生產(chǎn)。
氧化鋯
    工藝氧化鋯耐火纖維的生產(chǎn)方法有兩種,即膠體法和先驅(qū)體法。
    膠體法在氧氯化鋯溶液中加入冰醋酸,使其反應(yīng),生成白色醋酸鋯沉淀,經(jīng)脫水、烘干再制成醋酸鋯溶液,然后加入穩(wěn)定劑(一般用Ycl2),經(jīng)蒸發(fā)、濃縮制成粘度在5~35Pa•s范圍的膠體。這種膠體可以用離心甩絲法或噴吹法成纖得到纖維坯體,坯體在100~110℃干燥,使纖維固化,隨后在要求的溫度下進(jìn)行熱處理。氧化鋯纖維坯體在熱處理過程中發(fā)生一系列物理化學(xué)變化:100~110℃時(shí)脫除物理水;200~300℃時(shí)脫去化學(xué)結(jié)合水和有機(jī)物揮發(fā);420℃時(shí)鋯鹽開始分解;800~1000℃時(shí)ZrO2發(fā)生晶形轉(zhuǎn)變;熱處理的最終溫度為1500~1600℃。
    先驅(qū)體法把粘膠纖維(或皂化醋酸纖維、聚酯纖維、聚酰胺纖維等)在一定濃度的稀鹽酸或乙二胺溶液中浸泡,使纖維膨化,用離子交換水洗凈膨化了的纖維,再把它浸泡到含有YCl2穩(wěn)定劑的氧氯化鋯(或醋酸鋯、草酸鋯)水溶液中,使鋯鹽進(jìn)入有機(jī)纖維的分子“間隙”中,用離心或擠壓法脫去表面吸附液,將含有鋯鹽的有機(jī)纖維坯體置于特定條件的爐子中進(jìn)行熱處理,使有機(jī)物在不燃燒的情況下炭化及揮發(fā),使鋯鹽分解成zrO2,并與穩(wěn)定劑起作用,使Zr02穩(wěn)定化,這樣就得到穩(wěn)定的多晶ZrO2纖維。
    性能多晶ZrO2纖維的耐火性能好(Zr02熔點(diǎn)2590℃),熱導(dǎo)率低,化學(xué)穩(wěn)定性好,有較強(qiáng)的抗侵蝕性能,因此是一種優(yōu)良的高溫隔熱材料,其性能見表。
    應(yīng)用zrO2纖維可以進(jìn)一步加工成各種耐火纖維制品,用作高溫、高效隔熱材料,如用作各種高溫電爐的內(nèi)襯,熔融金屬的過濾器,高溫催化劑載體,噴氣飛機(jī)和導(dǎo)彈的保護(hù)材料等。氧化鋯耐火纖維的最高使用溫度為1600℃。
 

   指    標(biāo)

 USZYBF2

(美國(guó))

 膠體法ZrO2纖維

(中國(guó))

主成分ZrO2+Y2O3含量/%

 99 

 98 

晶相

 ZrO2 

(四方+立方)

 Zr02 

(四方+立方) 

晶粒尺寸/nm 

 >100

 >100 

纖維直徑/pm 

 3~5

 <8 

纖維長(zhǎng)度/mm 

 25~300

~10

加熱線收縮/%  

1.56 

 熱導(dǎo)率/W·  (m·K)-1

(1650 ℃,1h)

1600℃,6h)O.173

熱面1300℃平均912 ℃)

   純氧化鋯制品可以用制純氧化物制品的一般工藝方法制的。通常將ZrO2原料和穩(wěn)定劑按一定配比在球磨機(jī)中共同濕磨至小于2um,然后經(jīng)分離、干燥、打粉制成團(tuán)塊,并在1700度下預(yù)燒,使之穩(wěn)定下來。再將穩(wěn)定的固塊破碎和根據(jù)制品要求的性質(zhì)濕磨到要求的細(xì)度。用注漿成型時(shí),須將球磨機(jī)用鹽酸處理后,加蒸餾水清洗。清洗時(shí)加入0.3%(濃度為10%)的阿拉伯樹膠,作為顆粒清洗時(shí)的降沉劑,清洗至PH=6-7,經(jīng)烘干(水分小于0.15%時(shí)),即可配漿澆注。也可用酸性泥漿澆注成型,其PH=2,含水量28%-30%,小于5um的顆粒在90%為適宜。如用壓制方法成型時(shí),須在制備好的一定顆粒和粉料的配料只加入粘結(jié)劑(磷酸、硼酸、糊精或Zr(OH)2等)制成坯料。成型后的磚坯經(jīng)干燥后在1700-2000度下燒成。



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本文“氧化鋯耐火纖維介紹”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時(shí)間:2016-07-04 11:03:01
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