影响氧化铝纤维性能的重要因素

影响氧化铝纤维性能的重要因素

　　日本住友化学公司的产品是以Al2O3为主要成分,并含有B2O3、SiO2的多晶纤维。采用预聚合法, 先是用烷基铝加水聚合成一种聚铝氧烷聚合物，将其溶解在有机溶剂中, 加入硅酸酯或有机硅化合物, 使混合物浓缩成粘稠液,干法纺丝成先驱纤维。再在600℃空气中裂解成含有氧化铝和氧化硅等组成的无机纤维，最后在1000℃以上烧结，得到微晶聚集态的连续氧化铝纤维，陶粒回转窑直径在10μm左右。因先驱体为线性聚合物形式，该法的优点是纺丝性能好，容易获得连续长纤维。

　　表2-10列出几种主要商品氧化铝纤维的性能。从表中可见，氧化铝纤维拉伸强度可达3.2GPa , 弹性模量可达420GPa,使用温度可达1400℃以上,不同型号的氧化铝纤维之间性能有较大差异。 选矿生产线性能优良的多晶氧化铝纤维应具有较高的密度, 较小的晶粒, 低空洞率, 高结晶度以及较小的直径。此外, 纤维的组成、工艺条件及制备方法也是影响氧化铝纤维的性能的重要因素。

         高纯度氧化铝纤维，如FP，在烧结过程中降低烧结温度可以得到较小的晶粒，但是同时导致孔洞增大，拉抻强度和模量受到损失。为了解决这一问题通常加入其它组分，如PRD - 166中加入20%的ZrO , 能起到抑制晶粒增长的作用，有利于强度和模量的提高。 制备方法不同，氧化铝纤维的物理性能也不同。日本住友采用预聚合法，原料是有机铝聚合物, 烧结时有机成分失去少，纤维内部空隙少，因此纤维强度高。而杜邦公司以氧化铝微粒为原料,纤维表面有粒子间空隙引起缺陷，移动式破碎站影响强度，一般采用SiO2覆盖层，弥补缺陷,提高强度。氧化铝纤维的拉抻强度随直径的减少而增大，直径每减少50%，强度升高约1.5倍,模量也相应提高。