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無(wú)機(jī)纖維

  無(wú)機(jī)纖維
  inorganic fibre
  以礦物質(zhì)為原料制成的化學(xué)纖維。主要品種有玻璃纖維、石英玻璃纖維、硼纖維、陶瓷纖維和金屬纖維等。
  玻璃纖維 用玻璃熔體拉制成的纖維。主要成分為二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣,也可以因改性需要加入一些其他成分。玻璃纖維又分硅酸鹽玻璃纖維和硼硅酸鹽玻璃纖維兩大類。硅酸鹽玻璃纖維又根據(jù)特性分為:無(wú)堿電絕緣玻璃(E玻璃)、堿玻璃(A玻璃)、耐化學(xué)玻璃(C玻璃)、高強(qiáng)玻璃(S玻璃)、含鉆玻璃( L玻璃)、高彈性模量玻璃(M玻璃)和低介電玻璃(D玻璃)等。玻璃纖維常用以下兩種方法制造:①玻璃球法,根據(jù)要求的配方制成玻璃小球,剔除次品,而后送入坩堝中熔融,使熔態(tài)玻璃從坩堝底部的許多小孔中流出形成絲束。此后將絲束上油并集束再送到速度高達(dá) 2000~5000米/分的拉絲機(jī)卷繞筒上,拉伸而成為玻璃絲;②直接法:即池窯拉絲法。不需要先制成玻璃球,可以直接將各組分按配比同時(shí)投入池窯內(nèi)熔融,熔態(tài)玻璃經(jīng)澄清后通過(guò)窯內(nèi)數(shù)十塊拉絲板的小孔流出,再按前述處理工序獲得玻璃長(zhǎng)絲。此外,也可以采用高壓蒸汽或壓縮空氣噴吹剛出噴絲板小孔的玻璃流,將其吹拉成12~38厘米長(zhǎng)度的短纖維,即玻璃棉。如從快速旋轉(zhuǎn)的容器四周的小孔中甩出玻璃熔液,則可借離心力使其分散而后凝固為纖維。
  玻璃纖維除有連續(xù)的長(zhǎng)絲和切成一定長(zhǎng)度的短纖維供作織物用之外,近年來(lái)又發(fā)展了卷曲纖維、空心纖維、麻面纖維和表面涂層纖維等品種。根據(jù)用途尚有:有拈紗、無(wú)拈紗、膨體紗、混紡紗、染色紗、導(dǎo)電紗、股線、縫紉線、纜線、輪胎簾子線、氈片和各種織物制品。
  玻璃纖維的截面呈圓形,直徑在數(shù)微米至20微米之間,比重2.4~2.7克/厘米3;拉伸強(qiáng)度可達(dá)7克/旦,導(dǎo)熱系數(shù)0.03千卡/米·度。有良好的耐熱性、耐濕性、不燃性、耐化學(xué)腐蝕性、抗霉、抗蛀、電絕緣性等特點(diǎn)。玻璃纖維廣泛用于裝飾織物、增強(qiáng)復(fù)合材料、電絕緣、絕熱、化工過(guò)濾和環(huán)保工程上的吸音材料。玻璃纖維質(zhì)輕,強(qiáng)度高,耐腐蝕和耐高溫,還被用來(lái)制造高負(fù)荷輪胎簾子線和傳送帶,在火箭技術(shù)、宇航服和人造衛(wèi)星外殼等方面也得到廣泛的應(yīng)用。
  石英玻璃纖維 以高純度的晶體石英加工而成的纖維。將石英棒或石英管通過(guò)氫氧氣吹管的高溫初步熔融成細(xì)絲,再通過(guò)一排軸向氫氧細(xì)吹管將其在軟化狀態(tài)下拉成石英絲,卷繞在金屬圓筒網(wǎng)上。所得纖維的直徑約為0.8微米,最大抗拉強(qiáng)度為650公斤/毫米2。石英纖維耐酸、耐堿(KOH例外),熔點(diǎn)超過(guò)1660℃,有良好的絕緣性和回彈性。常用于過(guò)濾熱酸和腐蝕性氣體,也可用于原子能工廠熱絕緣和防輻射材料、噴氣式飛機(jī)機(jī)翼和導(dǎo)彈部件等的纖維材料,還可用以制造光導(dǎo)纖維。
  硼纖維 一般采用鹵化硼還原生成的元素硼,在連續(xù)蒸發(fā)裝置中析附于載體纖維(金屬纖維或化學(xué)纖維)上生成的包覆纖維。載體纖維在析附室的三氯化硼和氫氣的混合氣流中,于1000~1200℃的溫度下徐徐通過(guò),元素硼的蒸氣即沉積在載體纖維上。通過(guò)調(diào)節(jié)載體纖維經(jīng)過(guò)沉積室的速度,可獲得不同直徑的硼纖維。硼纖維質(zhì)地柔軟,直徑一般在100微米左右,比重2.62克/厘米3,熔點(diǎn)2050℃。彈性模數(shù)比玻璃鋼高5倍,斷裂強(qiáng)度可達(dá)280~350公斤/毫米2。幾乎不受酸、堿和大多數(shù)有機(jī)溶劑的浸蝕,絕緣性良好,有吸收中子的能力。但硼纖維在高溫下能與大多數(shù)金屬起反應(yīng)而變脆,使用溫度超過(guò)1200℃時(shí)強(qiáng)力顯著下降。硼纖維除制成紡織材料用作宇航服和防火服外,常與金屬材料或塑料制成增強(qiáng)復(fù)合材料,用作航空、航天器中的耐燒蝕材料和防輻射材料等。
  陶瓷纖維 主要品種有高嶺土纖維、鐵礬土纖維、藍(lán)晶石纖維等。成分均為氧化鋁和二氧化硅。含有氧化鋁和二氧化硅組分的天然礦物在熔爐中熔融后,從爐底小孔中流出,被接近垂直的壓縮空氣吹拉成極細(xì)的纖維。這種纖維有突出的耐熱性,在1260℃的高溫下仍保持彈性,能抵抗紅外線的輻射,有極強(qiáng)的過(guò)濾能力,可以過(guò)濾直徑僅為0.3微米的粒子,特別適用于腐蝕性液體和氣體的過(guò)濾,絕緣性能好。用它制成的氈是優(yōu)良的隔熱材料,可作為內(nèi)燃機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)射臺(tái)的消音器。
  金屬纖維 以金屬或其他合金制成的纖維。早期采用拉細(xì)金屬絲或切割滾卷的金屬箔來(lái)制造,現(xiàn)已采用熔體紡絲法制取。金屬纖維比重大、質(zhì)硬、不吸汗、易生銹,所以不適宜作衣著之用。但可作室內(nèi)裝飾品、帷帳、掛景等。工業(yè)上用作輪胎簾子線、帶電工作服、電工材料等。
  此外,尚有石棉纖維、礦渣棉、高硅氧纖維、氧化鋁纖維等其他無(wú)機(jī)纖維。

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