纤维浇注料(可塑料)的研制与开发

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1、天津大学硕士学位论文第一章文献综述化学矿物组成、显微结构的差异和生产工艺不同，表现出了不同的基本特性。硅酸铝纤维的化学矿物组成决定了硅酸铝纤维的品质，通常根据硅酸铝纤维的化学成分，即主要成分和有害杂质成分来区分类别。(1)化学组成化学组成即通常所称的化学成分，是硅酸铝纤维的最基本特征。按各个化学成分含量的多少和作用将其分为两部分：即占绝对多量的主要成分和占少量的副成分。副成分包括硅酸铝纤维生产用原料伴随的有害杂质成分和硅酸铝纤维生产过程中为改善其性质而特别加入的添加成分。A1203、Si02、Zr02、Cr203等氧化物构成了硅酸铝纤维的主要成分。它们的性质和数量直接决定着硅酸铝纤维的品质，尤

2、其是硅酸铝纤维的耐热性，这是因为这些主要成分均为高熔点的氧化物。使用天然原料，甚至高纯工业原料生产的硅酸铝纤维不可避免地要混入一定数量的杂质成分，因而硅酸铝纤维的质量规定中都规定了主要成分的最低值。硅酸铝纤维中的杂质成分大部分在高温下起着溶剂作用，严重的降低了制品的耐热性能，通常将其视为有害成分【41。各类硅酸铝纤维的化学组成具有如下特点：·A1203、Si02等氧化物构成了硅酸铝纤维化学组成的主要成分，尤其是A1203的含量与硅酸铝纤维耐热性能直接相关。标准型、高纯型、高铝型等3种非晶质硅酸铝纤维，随着其化学组成中A1203的增高，硅酸铝纤维的耐热性也相应的提高。高铝纤维的使用温度比高纯型纤

3、维使用温度提高100℃，比标准型纤维的使用温度提高200℃，这主要是由于3种硅酸铝纤维在化学组成上的差异导致的。标准型硅酸铝纤维属于高杂质的纤维，杂质降低了玻璃相黏度，促进了晶粒生长，其次，3种硅酸铝纤维的A1203含量的差异，又导致纤维析晶后，晶相的组织不同。高铝纤维中的方英石晶体含量比高纯型、标准型纤维均低，而莫来石晶体含量则比高纯型、标准型纤维高。由于莫来石晶体的活性小，晶粒的生长速度慢，从而使得结晶引起纤维性能劣化的程度小，因而提高了高铝型纤维的耐热性能。●严格控制纤维中Fe203、Na20、K20等有害杂质的含量，是提高硅酸铝纤维的性能，尤其是耐热性能的重要环节。Fe203、Na20

4、、K20等杂质使夜相出现，玻璃相黏度降低，促进纤维在使用受热过程中的变形和结晶作用。从非晶质纤维使用受热后的结晶规律表明，有害杂质在纤维结晶过程中起着自发晶核作用，不仅提高了核化速度，并因杂质的渗入和纤维接触处的烧结、聚晶，使晶粒生长速度增加，从而造成晶粒粗化、纤维收缩量增大，这是纤维劣化，使用寿命降低的重要原因。天津大学硕士学位论文第一章文献综述(2)矿物组成在评价硅酸铝纤维制品的质量时，单从化学组成考察是不全面的，应进一步观察其矿物组成。纤维制品的矿物组成取决于它的化学组成及生成的工艺条件。化学组成完全相同的制品，由于成分分布的均匀性和加工工艺的不同，使纤维制品组成的矿物种类、数量、晶粒大

5、小可以完全不同。非晶质纤维制品在使用受热过程中，其矿物组成和显微结构都会发生变化【5】。研究这种变化对探明纤维制品热损毁机理；控制纤维制品的矿物组成；改善纤维制品性能都具有重要意义。(3)热力学性能硅酸铝纤维属于A1203．Si02系材料，所以其热力学变化应符合A1203．Si02系材料所有的热力学性能，具体试验也证明了这一点。国内外学者对普通硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维、高铝纤维及含锆硅酸铝纤维的差热分析结果的一致性表明，各类玻璃质硅酸铝纤维在980℃左右有一个明显的放热峰，峰很锐，峰底宽，所对应的时间仅为2min，而之后直到1300℃再无明显的放热峰。980℃为莫来石的理论生成温度。玻璃质硅

6、酸铝纤维在980。C的这种放热现象实际上反映了玻璃质硅酸铝纤维的结晶现象，因为玻璃质硅酸铝纤维是一种非晶体物质，玻璃体是过冷的熔融体，它具有比晶体更高的内能，从热力学的角度看，玻璃质硅酸铝纤维处于一种亚稳定状态，所以只要在一定的温度条件下加热，纤维中的原子便由无序排列转变到有序排列，这一转变过程是一能量释放的过程【6J。多晶莫来石纤维和多晶氧化铝纤维和各种硅酸铝纤维一样，均属于A1203．Si02系材料，它们之间除微观结构不同外，还表现在化学组成中A1203含量的变化。图1．1为A1203．Si02系二元相图。图l一1A1203-Si02系二元相图图中表明，硅酸铝纤维的耐热性可以通过A1203

7、含量的增加得到提高。随着A1203含量的的增加，液相线上升，但在A1203含量达到约为72％之前，即使增天津大学硕士学位论文第一章文献综述加A1203的含量固相线始终是水平的，固相保持在1595℃以下，液相由1595℃上升至1890"C。由此表明，A1203含量约为72％及72％以上的纤维由固相变为液相的温度大大提高，从而使多晶莫来石纤维和多晶氧化铝纤维比玻璃质硅酸铝纤维的使用温度提高200℃以上