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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定ZrO2纖維。中國于1978年開始研制氧化鋯耐火纖維,并很快取得成功。因ZrO2耐火纖維價格昂貴,僅限于試驗
    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定ZrO2纖維。中國于1978年開始研制氧化鋯耐火纖維,并很快取得成功。因ZrO2耐火纖維價格昂貴,僅限于試驗室批量試制,尚未大規模生產。
氧化鋯
    工藝氧化鋯耐火纖維的生產方法有兩種,即膠體法和先驅體法。
    膠體法在氧氯化鋯溶液中加入冰醋酸,使其反應,生成白色醋酸鋯沉淀,經脫水、烘干再制成醋酸鋯溶液,然后加入穩定劑(一般用Ycl2),經蒸發、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行熱處理。氧化鋯纖維坯體在熱處理過程中發生一系列物理化學變化:100~110℃時脫除物理水;200~300℃時脫去化學結合水和有機物揮發;420℃時鋯鹽開始分解;800~1000℃時ZrO2發生晶形轉變;熱處理的最終溫度為1500~1600℃。
    先驅體法把粘膠纖維(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穩定劑的氧氯化鋯(或醋酸鋯、草酸鋯)水溶液中,使鋯鹽進入有機纖維的分子“間隙”中,用離心或擠壓法脫去表面吸附液,將含有鋯鹽的有機纖維坯體置于特定條件的爐子中進行熱處理,使有機物在不燃燒的情況下炭化及揮發,使鋯鹽分解成zrO2,并與穩定劑起作用,使Zr02穩定化,這樣就得到穩定的多晶ZrO2纖維。
    性能多晶ZrO2纖維的耐火性能好(Zr02熔點2590℃),熱導率低,化學穩定性好,有較強的抗侵蝕性能,因此是一種優良的高溫隔熱材料,其性能見表。
    應用zrO2纖維可以進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襯,熔融金屬的過濾器,高溫催化劑載體,噴氣飛機和導彈的保護材料等。氧化鋯耐火纖維的最高使用溫度為1600℃。
 

   指    標

 USZYBF2

(美國)

 膠體法ZrO2纖維

(中國)

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 

纖維長度/mm 

 25~300

~10

加熱線收縮/%  

1.56 

 熱導率/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原料和穩定劑按一定配比在球磨機中共同濕磨至小于2um,然后經分離、干燥、打粉制成團塊,并在1700度下預燒,使之穩定下來。再將穩定的固塊破碎和根據制品要求的性質濕磨到要求的細度。用注漿成型時,須將球磨機用鹽酸處理后,加蒸餾水清洗。清洗時加入0.3%(濃度為10%)的阿拉伯樹膠,作為顆粒清洗時的降沉劑,清洗至PH=6-7,經烘干(水分小于0.15%時),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,須在制備好的一定顆粒和粉料的配料只加入粘結劑(磷酸、硼酸、糊精或Zr(OH)2等)制成坯料。成型后的磚坯經干燥后在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,修訂時間:2016-07-04 11:03:01
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