一文了解氧化铝细纤维

氧化铝纤维，又称多晶氧化铝纤维，属于高性能无机纤维，是一种多晶陶瓷纤维，具有长纤、短纤、晶须等多种形式。以Al2O3为主要成分，并含有少量的SiO2、B2O3、Zr2O3、MgO等。

具有一般陶瓷纤维的高强度、高模量、热导率小、热膨胀系数低、抗化学侵蚀能力、超常的耐热性、耐高温氧化性等优点外，还具有原料成本较低、生产工艺简单等特点。具有较高的性价比和商业价值，广泛应用于工业、军事、民用复合材料领域。

氧化铝纤维制法不同，其Al2O3的结晶态和含量各异，制取工艺比较简单，对生产设备和生产条件要求不高，与碳纤维相比，氧化铝纤维的成本要低很多，且原料易得，这为氧化铝纤维的大量应用提供了充足的条件。由于氧化铝熔点高达2323℃，其熔体粘度低，成纤性差，故无法用熔融法制取氧化铝纤维。目前主要采用淤浆法、溶胶-凝胶法、预聚合法等工艺。主要应用在以下几个方面：

1工业高温炉窑

氧化铝短纤维具有突出的质量轻、耐高温、热稳定性好、热导率低、热容小、耐机械振动等优点，导热系数和容重分别只有传统耐火材料的1/10和1/15，综合性能好，是理想的节能增效耐火材料，用于工作温度高于1400℃的钢铁工业，各种热处理炉，陶瓷烧成窑，石油化工中的裂解炉，燃烧炉等的隔热炉衬材料。不仅可以减轻炉体质量，而且可以提高控温精度，减少炉壁散热，保温性能好，蓄热量少，热惰性小，具有良好的热辐射能力和红外加热效应，比一般的耐火砖或高温涂料节能效果显著。

生产实践证明，应用于连续加热工业炉可节能15%以上，用在间歇式工业加热炉可节能30%以上，同时可提高生产率和改善产品质量，实现炉体结构轻型化和大型化。多晶氧化铝纤维在高温工业炉、加热装置及高温管道的应用将替代部分其他耐火绝热材料，具有优异的性价比和实际应用价值。

2航空航天

氧化铝纤维增强复合材料制成的空射导弹用固体发动机壳体，其爆破压强和钢材相同，质量则比铝合金还减轻11%。氧化铝长纤维增强金属基复合材料主要应用于直升飞机的传动装置等承受高负荷的机械零件和高温高速旋转零件，以及有轻量化要求的航空航天高功能构件。

此外，还可应用于固体火箭发动机喷管，使喷管设计大大简化，部件数量减少50%，质量减轻50%。多晶耐火氧化铝纤维也应用于宇航导弹和原子能领域，用作核反应堆及航天飞机的隔热材料、轻合金的增强材料等。

3交通运输

氧化铝纤维增强的金属基复合材料具有高强度和耐磨、耐热冲击能力及低的热膨胀系数等优良性能，已在汽车活塞槽部件和旋转气体压缩机叶片中得到应用，有利于改善汽车发动机性能，提高发动机使用效率和燃烧速率，减少废气排放量。

近年来，由于环保要求的不断提高，汽车发动机必须达到欧Ⅲ甚至欧Ⅳ的尾气排放标准，因此尾气温度需要提高到1100℃左右，而传统的可膨胀型陶瓷蛭石衬垫最高使用温度约900℃，很难满足低排放要求。采用氧化铝短切纤维来制成的密封衬垫，具有小直径，无渣球，良好的耐热性和高温抗蠕变性能，能达到最高使用温度的要求，符合国内汽车低排放的发展要求。

4新型复合材料

由于氧化铝纤维与金属基体的浸润性良好，界面反应较小，其复合材料的力学性能、耐磨性和硬度均有所提高，热膨胀系数降低。氧化铝纤维增强铝基复合材料成为装甲车和坦克发动机活塞的理想材料。

氧化铝纤维与树脂基体结合良好，比玻璃纤维的弹性大，比碳纤维的压缩强度高，所以氧化铝树脂复合材料正逐步在一些领域取代玻璃纤维和碳纤维。

由于氧化铝纤维材料科技含量高，技术难度大，门槛高，因此具有较强的持久竞争力。同时市场容量大，产品附加值高，各国各企业都是在独立研究开发，并实行非常严格的技术保密，希望从国外引进相关技术的可能性不大。而国内的研发力量相对薄弱，加上资金短缺，导致研发较落后。因此国内应加大这方面的研发力度，进行产学研多部门的技术合作，增强研发单位与生产企业之间的衔接，解决氧化铝纤维制备过程中的技术难题，研发出适合每一步产品开发的技术和设备。