無機精細化學品的制備-纖維化

2.6纖維化

目前的無機纖維就其形態(tài)而言大致可分為：單晶纖維、短纖維及連續(xù)纖維三類。若按其晶相可分為：單晶、多晶、無定形及多相四種。

單晶纖維也稱晶須，它沒有晶格缺陷，抗張強度很高，是作為高強度復合材料、補強材料的理想物質(zhì)，而且不隨溫度的變化而影響其性質(zhì)。短纖維是研究開發(fā)較多的品種，也是種類和用量較多的品種，可作為隔熱、隔音、過濾輕質(zhì)材料。連續(xù)纖維也稱長纖維，是引人注目的無機纖維，除碳纖維和玻璃纖維外，最受重視的是氧化鋁纖維和碳化硅纖維。尤其是氧化鋁纖維，具有高溫下抗張強度極佳的優(yōu)點，可與玻璃、陶瓷或金屬制成復合材料，用途甚廣。2.6纖維化

高性能無機纖維主要是指碳纖維、硼纖維、碳化纖維和氧化鋁纖維，用于樹脂、金屬和陶瓷基體的增強，其高的比強度和比模量使復合材料具有比純金屬更佳的物理性能，尤其是碳化纖維和氧化鋁纖維的復合材料在軍事和空間技術方面起著無可比擬的作用。以金屬(如鋁、鎂、鈦或其合金)為基體，用纖維、晶須或纖維粉粒增強復合而成的復合材料，其強度可增至鋁的10倍，硬度為鋼的2倍，密度只有鋼的1／3。它比高聚物基體復合材料具有更高的強度、硬度和熱穩(wěn)定性。用它制造飛機，將比現(xiàn)在的飛機飛得更高、更快、更靈活。若以陶瓷為基體，以連續(xù)或不連續(xù)或晶須為增強材料制成的陶瓷復合材料，比普通陶瓷具有更高的強度和可靠性，主要用于高性能軍事設備、宇航引擎、切削工具及耐磨的機械部件。2.6纖維化

高性能增強纖維復合材料具有以下優(yōu)點。

(1)比強度和比剛度高。這是由于空間技術發(fā)展對材料性能提出了更高要求所確定的。這樣不僅可以減輕飛行器的重量，宇航飛行器的重量每減少lkg，就可節(jié)約500kg的發(fā)射燃料；而且飛行器將飛得更高更快。

(2)高溫性能好，可以在l000℃左右的高溫下穩(wěn)定有效地工作。(3)抗疲勞和抗熱震性良好，可以使突發(fā)事故的破壞性減到最小，而且可以防止由于熱應力急劇增大而引起材料的破壞。(4)使用壽命長?？梢赃M行局部修補，這是單一材料不可能達到的。2.6纖維化

一、氧化鋁纖維Al2O3短纖維具有超高溫絕熱的特點，最高使用溫度可達1482—1650℃，其成品形式有紙、氈、散裝纖維、板材、真空成型制品等，有十分顯著的節(jié)能效果，越來越受到人們的歡迎。其用途主要有：(1)作為增強纖維可用于金屬、塑料、橡膠和陶瓷中。可以用于增強的金屬基質(zhì)有鋁、鎂、銅、鐵、鎳、鈦以及各種合金。由于它不易與熔融金屬反應，因此特別適用于強化金屬，提高復合材料在高溫下的比強度、比彈性、抗疲勞強度、耐蝕性等特點。2.6纖維化

(2)作為耐火絕熱材料，由于氧化鋁纖維質(zhì)輕、導熱性低、熱容小、熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性高，可以制成各種板材、多用氈等產(chǎn)品，廣泛用于高溫爐、電爐、原子反應堆等處。例如，多用氈用于高溫爐，間歇操作時可節(jié)能20％～50％，連續(xù)操作時可節(jié)能40％～70％，可見是非常理想的保溫材料。另外，還可以制成耐高溫和突然閃熱的防護服布、耐火護墻板，以及能經(jīng)受多次1200℃淬火的澆注材料等。(3)作為過濾材料，用不同的氧化鋁纖維可制成過濾管和過濾片，用于油水乳劑和油水混合液，甚至乳膠液的分離，也可用于過濾除去固體顆粒。(4)作為催化劑載體，氧化鋁纖維氈可作為鉑催化劑的載體。這種催化劑可將汽車和摩托車尾氣中的一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，減少對環(huán)境的污染；同時，由于用氧化鋁做載體，還可大大提高其使用壽命2.6纖維化

二、碳化硅纖維碳化硅纖維與金屬或陶瓷制成的復合材料，其主要用途有以下方面。(1)用作航天工業(yè)材料。碳化硅纖維復合樹脂用于制作飛機的主體和機翼，其重量減輕2／3；用于制作火箭的外殼，不僅重量輕、強度高，而且熱膨脹系數(shù)也大大減少。(2)用作體育器材。由于該材料質(zhì)輕、強度高、耐熱性能好，可以廣泛用于制造賽艇、賽車、摩托車和輕快自行車；也可制造網(wǎng)球拍、跳桿等。(3)用作醫(yī)療器材。由于該材料的X—射線透過性強、材質(zhì)強度高，用于制造X—光機的部件和人造關節(jié)。(4)用于特殊的地下電纜、輸水管道、橋梁等的工程材料。(5)用于高科技領域。

為了滿足空天飛機的防熱要求，目前正在研究用快速固化粉末冶金工藝制造純度很高、質(zhì)量很輕的耐高溫合金。美國已研制出高速固化鈦硼合金，它在高溫下的強度可達到目前使用的鈦合金在室溫下的強度，這種合金適宜用來制造機身內(nèi)層結構骨架。機頭與機翼等溫度最高的部位，要求采用碳復合材料