氧化铝纤维的研究现状与发展趋势
2023年氧化铝行业市场调查报告
2023年氧化铝行业市场调查报告氧化铝是由铝原料经过加工制成的白色固体粉末，具有良好的化学性质和物理性质，被广泛应用在建筑、电子、机械等多个领域。
目前，全球氧化铝生产规模已经逐步扩大，市场需求也在不断增长。
本文将对氧化铝行业市场进行调查分析。
一、市场规模及竞争情况目前，全球氧化铝市场规模已经超过70亿美元，年产量近800万吨。
除了传统的建筑和机械行业，近年来随着电子行业的增长，氧化铝在高性能电子材料中的使用逐渐增多。
全球氧化铝行业竞争主要集中在欧洲、美洲和亚洲三大地区。
欧洲地区占据全球氧化铝市场份额的30%左右，其中法国、德国、意大利等国家的企业具有较为突出的市场地位。
美洲地区以美国为主导，市场份额约占25%。
亚洲地区市场份额约为45%，中国和印度是重要的市场，中国的市场份额已经超过全球的三分之一。
二、市场需求及发展趋势1. 建筑行业氧化铝在建筑行业中被广泛应用，主要用于防火、防水和保温等方面。
随着人们对建筑物品质要求的提高，氧化铝在建筑行业中的应用也将持续扩大。
2. 机械行业氧化铝在机械行业中一般用于磨料、切削工具和磨具等方面。
随着人们对机械品质要求的提高，氧化铝在机械行业中的应用也将持续扩大。
3. 电子行业氧化铝在电子行业中一般用于高性能电子材料以及集成电路中的绝缘层。
随着电子行业的不断发展和技术进步，氧化铝的应用前景也将不断扩大。
4. 其他行业氧化铝还可以应用于制陶、化工、制药等多个领域，未来氧化铝的应用领域将不断增多。
三、产能及价格趋势全球氧化铝生产商数量越来越多，产能不断增加。
其中，中国的氧化铝产能已经高居全球首位。
随着产能不断增加，氧化铝价格也逐渐走低。
2020年，全球氧化铝平均价格约为2000美元/吨左右。
然而，随着原材料成本的上升和环保压力的不断加大，氧化铝的生产成本也在逐步上升。
预计未来氧化铝的价格将保持稳定或微涨趋势。
结论综上所述，随着建筑、机械和电子等领域的不断发展，全球氧化铝市场需求将持续增长，但在激烈的市场竞争中，企业需要不断提高产品质量和降低生产成本，以保持竞争优势。
2024年高纯氧化铝市场分析现状
2024年高纯氧化铝市场分析现状概述高纯氧化铝是一种重要的无机材料，具有广泛的应用领域。
本文将对高纯氧化铝市场的现状进行分析，包括市场规模、市场竞争格局、消费者需求等方面的内容。
市场规模高纯氧化铝市场的规模持续增长。
根据市场研究数据显示，2019年全球高纯氧化铝市场规模达到XX亿美元，并预计在未来几年内将以每年X%的复合年增长率增长。
市场规模的增长主要受益于以下几方面的因素。
1.工业需求：高纯氧化铝广泛应用于电子、化工、陶瓷等行业，随着这些行业的发展和扩张，对高纯氧化铝的需求也在增加。
2.新技术驱动：高纯氧化铝在电子行业中的应用越来越广泛，随着半导体、光伏等新技术的发展，对高纯氧化铝的需求也在不断增加。
3.医疗行业需求：高纯氧化铝在医疗器械中的应用需求也在增加，尤其是在人工关节、牙科材料等领域。
市场竞争格局高纯氧化铝市场的竞争格局较为激烈。
目前市场上主要的高纯氧化铝供应商包括公司A、公司B、公司C等。
这些供应商通过提供高质量的产品和全面的售后服务来争夺市场份额。
不同供应商之间的竞争主要体现在以下几个方面。
1.产品质量：高纯氧化铝产品的质量是消费者选择供应商的重要考虑因素。
供应商需要通过提高产品的纯度、稳定性等方面来提升产品质量。
2.价格竞争：价格是市场上供应商之间竞争的重要因素。
供应商需要通过降低成本、提高生产效率等方式来降低产品价格，以吸引消费者选择自己的产品。
3.售后服务：提供优质的售后服务可以增加供应商的竞争优势。
供应商需要提供及时的技术支持、产品保修等服务，以提升消费者购买体验。
消费者需求高纯氧化铝的消费者需求主要包括以下几个方面。
1.产品品质要求：消费者对高纯氧化铝的品质要求较高，包括纯度、无杂质、稳定性等方面。
供应商需要满足消费者对产品品质的要求，以获得市场份额。
2.应用需求：不同行业对高纯氧化铝的应用需求也有所不同。
供应商需要根据不同行业的需求，提供符合特定应用要求的产品。
3.客户服务：消费者对供应商的客户服务也有一定要求。
2023年氧化铝纤维行业市场规模分析
2023年氧化铝纤维行业市场规模分析氧化铝纤维行业是一种高端纤维材料，包括其在高温电绝缘、耐火、金属铸造等领域的应用。
随着工业现代化程度的不断提高，氧化铝纤维的需求逐渐增长，这也使得氧化铝纤维行业市场规模也呈现出不断扩大的趋势。
一、预测市场规模氧化铝纤维行业是一个快速成长的新兴行业，随着现代制造业的不断发展和国民经济的增长，该行业的市场规模也呈现出不断扩大的趋势。
根据市场预测，到2025年，氧化铝纤维市场规模将达到100亿美元，目前市场规模已突破50亿美元。
而从国内市场来看，随着我国工业的快速发展，氧化铝纤维市场规模也不断扩大，预计到2025年，国内市场规模将突破100亿元，占到全球市场的20%左右。
二、市场需求分析氧化铝纤维主要用于高温电绝缘、耐火、金属铸造等领域，其中最大的应用领域是耐火材料。
目前我国耐火材料行业日渐成熟，依托于我国丰富的耐火原材料资源和基础性技术，我国已逐步成为氧化铝纤维的大国。
同时，氧化铝纤维也被广泛运用于金属铸造领域中，主要是硅铸造和锆铸造。
由于氧化铝纤维材料的高温性能和抗化学侵蚀性能非常优越，所以在金属熔炼过程中能够起到重要的作用。
三、产业发展分析氧化铝纤维行业在我国属于新兴行业，市场较为分散，随着市场需求的不断扩大，该行业的产业链条正在逐步完善。
目前我国氧化铝纤维主要生产商有江苏德威新材料股份有限公司、上海浦江纳米科技股份有限公司、安徽出口指定生产企业宣城市永顺新材料有限公司等。
不过，由于氧化铝纤维属于高技术领域，其制造及生产技术门槛较高，产品质量的稳定性和可靠性也非常关键，因此，该行业的标准化、规模化生产还面临一定的困难。
四、市场前景分析随着氧化铝纤维行业的市场需求不断扩大，该行业的未来发展前景也将充满潜力。
而从国内市场来看，氧化铝纤维行业还存在着一定的发展空间，通过科技创新和产业升级，我国氧化铝纤维行业有望迎来快速的发展期。
同时，随着国家对于高端装备制造和新材料行业的重点扶持力度的进一步加大，氧化铝纤维行业也将迎来更广阔的发展空间。
氧化铝纤维 行业政策
氧化铝纤维行业政策
氧化铝纤维是一种新型高温材料，具有优异的耐火性能和抗氧化性能，因此在一些特殊领域中得到了广泛应用。
目前，氧化铝纤维行业政策
主要包括以下几个方面：
一、产业发展规划
2017年8月，中国钢铁工业协会发布了《2017-2020中国制造业规
划纲要（建材行业部分）》，其中明确提到要推动氧化铝纤维等火炬
高端行业发展。
此外，国务院还发布了《关于加快发展现代化石油化
工产业的指导意见》，其中提到要加快氧化铝纤维等纤维材料的研发
和产业化。
二、安全环保要求
氧化铝纤维在生产加工中会产生粉尘和废气等有害物质，因此相关政
策要求企业必须采取安全环保措施，确保生产过程的安全可控。
同时，要求企业在废气治理方面采用先进技术，确保废气排放达标。
三、进出口贸易政策
氧化铝纤维主要用于高端产品领域，目前中国还不具备完全自主的生产能力，因此依赖进口。
相关政策要求加强对进口氧化铝纤维的质量监管和安全检查，并鼓励企业加大研发力度，提高自主创新能力。
四、财税政策
为推动氧化铝纤维等火炬高端行业发展，相关政策要求财政部门加大扶持力度，推出税收优惠政策和相关财政补贴。
总的来说，氧化铝纤维行业政策主要是为了推动氧化铝纤维等高端材料的研发和产业化，同时注重安全环保和质量监管。
未来，随着相关技术的不断革新和产业发展的不断加速，氧化铝纤维行业有望实现更为迅速和规模化的发展。
氧化铝纤维的发展现状及前景
铝 纤维， 其烧结温 度大 大降低 ， 可以 还 进 行 精确 化学 计 量控 制， 制造 出性 能
用汽车工业 中先进 发动机组件 的极 具
发展潜力的材料之一。
圈
Ａ ｖ ｎｅ ａ ｒ ｌＩｄ ｓｒ ｄ ａｃ ｄＭ ｔ ｉｓｎ ｕｔ ｅａ ｙ
目前， 界 上 已 商 业 化 生 产 的 世
在 ６ ０Ｃ １ ０ ￣进 行热处理 ， ０ ￣和 ０ ０ Ｃ 得到微 晶聚 集态 连 续氧化 铝纤 维。 该方 法 的 纺丝性能好， 易于得到连续长纤维 。
生产 氧化铝纤维 ， 在含有 甲酸根离子和
的Ａｌ ｅ系列 ， 我国在此领域 尚未有 ｔｌ 而 商业化产 品 。 Ｊ
乙酸 根离子 的氧化铝溶胶 中加入硅 胶 和硼 酸， 制成 混合 溶胶， 缩成可纺 溶 浓 液 进行 挤 出纺丝 ， １ ０ ℃以上 带 有 在 ００
尤 其是 采用溶胶一凝胶 法制造 的氧化
更优异 的氧化铝 纤维。 于此， 基 氧化铝 纤 维在 军工、 天 航空 上具有 重要 的 航
（ ２ ， 它 微 量 成分 有二 氧 化 硅 Ａ１ ）其 ０
（ ｉ 、 氧 化 二 硼（ 、 化 锆 ＳＯ）三 Ｂ０ ） 氧 （ ｒ ） 氧化镁 （ Ｏ） Ｚ Ｏ２、 Ｍｇ 等金属氧化物，
和 硅 胶 、 酸 按 适 当 比例 混 合 ， 一 硼 在
４ 内门法 ．卜
Ｉ 、 内门法将 有机铝 盐和其 它添 加 剂 在一 定条 件下 混 合， 之 成 为一 定 使 粘度 的粘稠 溶 液 ， 然后 再 与一定 量 的 水 溶性 有机 高 分 子、 含硅 氧化 聚 合 物
等混 合均 匀形成可纺粘 液， 过纺丝 、 经
具有长纤、 短纤、 晶须等形式。
中国氧化铝纤维产业发展态势分析
中国氧化铝纤维产业发展态势分析内容概况：目前国内政策和需求双重推动下我国整体氧化铝纤维供给持续增长，但仍不及千吨，具体而言，我国氧化铝纤维产量从2017年的102.8吨左右增长至2022年的653.5吨，但仍明显低于国内需求，数据显示，我国2022年氧化铝需求量897.9吨，国内整体供给仅能满足7成左右需求。
关键词：氧化铝纤维产量氧化铝纤维市场规模氧化铝产能一、氧化铝纤维产业概述氧化铝纤维是一种无机纤维,具有高强度、高模量、耐腐蚀等优异性能。
氧化铝纤维的主要制备方法有卜内门法、熔融抽丝法、浸渍法、预聚合法、淤浆法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法等。
采用不同方法所制备的氧化铝纤维的特性差别较大。
细分方法来看，卜内门法和熔融抽丝法属于传统的制备方法,所制备的氧化铝纤维存在强度差、易脆、比表面积低等问题,解决这些问题的有效方法是减小氧化铝纤维的直径；而浸渍法、预聚合法和淤浆法所制备的氧化铝纤维不足以满足市场的需求;目前被广泛应用的制备方法主要是将溶胶凝胶法与静电纺丝工艺相结合,制得符合市场需求的高性能氧化铝纤维。
氧化铝纤维是一种无机纤维,具有高强度、高模量、耐腐蚀等优异性能。
氧化铝纤维的主要制备方法有卜内门法、熔融抽丝法、浸渍法、预聚合法、淤浆法、溶胶-凝胶法、静电纺丝法等。
采用不同方法所制备的氧化铝纤维的特性差别较大。
细分方法来看，卜内门法和熔融抽丝法属于传统的制备方法,所制备的氧化铝纤维存在强度差、易脆、比表面积低等问题,解决这些问题的有效方法是减小氧化铝纤维的直径；而浸渍法、预聚合法和淤浆法所制备的氧化铝纤维不足以满足市场的需求;目前被广泛应用的制备方法主要是将溶胶凝胶法与静电纺丝工艺相结合,制得符合市场需求的高性能氧化铝纤维。
二、氧化铝纤维政策及产业链影响氯化铝纤维的应用领域较为广泛,氯化铝短纤维复合制备高性能复合材料可用于工业用高温炉；氯化铝连续纤维增强复合材料具有高强度、高模量、高刚度等优异性能,有望成为高温领域的一种替代材料,具有巨大的发展潜力；功能性的氯化铝纳米纤维除了具有上述性质外,还具有低导热率、电绝缘性及比表面积高等优异性能,在增强复合材料、高温隔热材料、催化过滤材料等方面应用广泛。
2024年氧化铝纤维市场规模分析
2024年氧化铝纤维市场规模分析1. 引言本文旨在对氧化铝纤维市场规模进行分析，包括市场概述、市场规模、市场趋势等方面的内容。
通过对氧化铝纤维市场的深入研究和分析，为相关企业提供市场参考和决策依据。
2. 市场概述氧化铝纤维是一种重要的高温纤维材料，具有优异的耐热性和机械性能。
它广泛应用于航空航天、船舶制造、汽车制造、电子电器等行业领域。
随着高技术产业的快速发展，氧化铝纤维市场逐渐壮大。
3. 市场规模3.1 历史市场规模根据过去几年的统计数据，氧化铝纤维市场呈现稳步增长的趋势。
截至目前，氧化铝纤维市场规模已经达到数十亿美元。
3.2 预测市场规模根据市场研究机构的数据和趋势分析，未来几年氧化铝纤维市场有望保持持续增长的态势。
预计到2025年，氧化铝纤维市场规模将超过1百亿美元。
4. 市场趋势4.1 技术进步推动市场增长随着科技的不断进步，氧化铝纤维的制造技术不断改进，产品质量不断提高，应用领域也不断扩大。
技术进步将成为氧化铝纤维市场增长的主要推动力。
4.2 产业发展需求推动市场增长航空航天、船舶制造、汽车制造等行业对氧化铝纤维的需求日益增长，这将促使市场规模的进一步扩大。
4.3 环保意识提升助力市场增长随着环境保护意识的提高，氧化铝纤维作为一种绿色材料，受到越来越多企业和消费者的青睐。
环保因素将成为推动氧化铝纤维市场增长的重要因素。
5. 总结综上所述，氧化铝纤维市场规模目前已经相当可观，并且未来有望继续保持增长。
技术进步、产业发展需求和环保意识的提升将推动市场规模的进一步扩大。
相关企业应密切关注市场动态，抓住机遇，做好市场规模变化带来的挑战和机遇。
我国氧化铝行业发展现状及趋势分析
我国氧化铝行业发展现状及趋势分析我国氧化铝行业发展现状及趋势分析氧化铝是一种重要的工业原材料，广泛用于冶金、建材、化工、电力等领域。
近年来，随着我国经济的快速发展，氧化铝企业不断涌现，行业规模不断扩大，发展前景广阔。
本文将针对我国氧化铝行业的发展现状和趋势进行分析。
首先，我国氧化铝产量持续增长。
2000年以来，我国氧化铝产量年均增长率超过10%，从2000年的1500万吨增长到2019年的4000万吨，位居全球第一。
这得益于我国丰富的铝土矿资源和相对廉价的劳动力资源，以及不断提高的生产技术水平。
其次，我国氧化铝产品结构不断优化。
从过去的普通氧化铝产品到现在的高纯度氧化铝、特种氧化铝、超细氧化铝等，产品质量不断提高，应用领域不断扩大。
特种氧化铝广泛应用于电子、航空航天、新能源等高科技产业，超细氧化铝在电子产品、催化剂、陶瓷等领域有着巨大市场需求。
这表明我国氧化铝行业正向高附加值、高技术含量方向发展，增强了企业的核心竞争力。
再次，我国氧化铝行业加大了环保力度。
随着环保问题的日益严重，我国政府提出了绿色发展理念，鼓励企业加大环保投入，提高技术水平。
许多氧化铝企业进行了技术改造，提高了废气、废水处理设施，减少了污染物排放。
同时，政府加强了环境监管，对环境违法行为进行了严厉的处罚。
这促使氧化铝企业加大了环保投入，提高了环保意识，实现了经济效益与环境效益的良性循环。
最后，我国氧化铝行业面临的挑战与机遇并存。
挑战主要包括国际竞争压力、环保压力、原材料供应不稳定等。
国际竞争激烈，特别是来自澳大利亚、巴西等铝土矿资源丰富的国家，价格优势明显。
环保压力使得企业面临着迫切的技术改造和设备更新需求，增加了企业的成本。
原材料供应不稳定也给企业的生产带来了一定困扰。
然而，机遇也是存在的。
我国经济持续增长，对氧化铝的需求稳定增长，内需市场巨大。
同时，我国五金、建材、电子等产业的快速发展，也为氧化铝行业提供了良好的发展机遇。
综上所述，我国氧化铝行业发展现状较好，具有广阔的发展前景。
氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展
第42卷第11期2023年11月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.11November,2023氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展孙敬伟1,王洪磊1,2,周新贵1(1.国防科技大学空天科学学院,新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室,长沙㊀410073;2.中南大学轻质高强结构材料重点实验室,长沙㊀410083)摘要:与传统金属材料相比,氧化铝纤维增强氧化铝基(Al 2O 3/Al 2O 3)复合材料因具有比强度高㊁密度低㊁耐高温和抗氧化等特点,已经成为新一代备受国内外学者关注的航空航天热结构复合材料㊂本文介绍了目前常用的氧化铝纤维及其基本性能,总结了Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中常用的界面相及其对复合材料性能的影响规律,归纳了Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的制备工艺及性能,指出了该材料未来的发展趋势,旨在为国内Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的研究提供借鉴和参考,促进Al 2O 3/Al 2O 3复合材料在航空航天领域热端高温部件上的广泛应用㊂关键词:氧化铝;复合材料;纤维;界面相;制备工艺中图分类号:TQ174㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)11-4092-21Research Progress of Al 2O 3Fiber Reinforced Al 2O 3Matrix CompositesSUN Jingwei 1,WANG Honglei 1,2,ZHOU Xingui 1(1.Science and Technology on Advanced Ceramic Fibers and Composites Laboratory,College of Aerospace Science andEngineering,National University of Defense Technology,Changsha 410073,China;2.National Key Laboratory of Scienceand Technology on High-Strength Structural Materials,Central South University,Changsha 410083,China)Abstract :Compared with traditional metal material,Al 2O 3fiber reinforced Al 2O 3matrix (Al 2O 3/Al 2O 3)composites have become a new generation of thermos-structured composites for aerospace that have attracted much attention from scholars all over the world due to their high specific strength,low density,high temperature resistance and oxidation resistance.This paper introduces the commonly used Al 2O 3fibers and their basic properties,summarizes the frequently used interfacial phases in Al 2O 3/Al 2O 3composites and their influence on performance of composites,summarizes the preparation process of Al 2O 3/Al 2O 3composites and their properties,and points out the future development trend of this material,aiming toprovide a reference for the research of Al 2O 3/Al 2O 3composites in China and promote the widespread application of Al 2O 3/Al 2O 3composites in high-temperature components at the hot side of aerospace industry.Key words :Al 2O 3;composite;fiber;interfacial phase;manufacturing process 收稿日期:2023-06-02;修订日期:2023-08-03基金项目:中南大学轻质高强结构材料重点实验室开放课题基金(SYSJJ202104)作者简介:孙敬伟(2000 ),男,硕士研究生㊂主要从事陶瓷基复合材料方面的研究㊂E-mail:sunjingwei0120@通信作者:王洪磊,博士,副教授㊂E-mail:honglei.wang@ 0㊀引㊀言连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度㊁高强度㊁高模量㊁耐高温和抗磨损等特点[1-4],已被应用于航空航天发动机热端等关键部件[5-7]㊂在发动机实际工况下,高温燃气中的水蒸气会加速航空发动机热端复合材料部件的氧化[8-10],从而减弱复合材料的力学性能和可靠性[11-14]㊂氧化铝纤维增强氧化铝复合材料(简称Al 2O 3/Al 2O 3复合材料)相较于其他陶瓷基复合材料具有较好的抗水蒸气氧化性能[14-17],有效解决了陶瓷基复合材料在特定环境下易氧化的问题,极大拓宽了陶瓷基复合材料在航空航天等领域的应用[16,18-19]㊂目前Al 2O 3/Al 2O 3复合材料作为航空航天领域热端高温部件的新兴候选材料受到了国内外学者的广泛关注[17,20-21]㊂国外对Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的研究起步较早,现已对Al 2O 3/Al 2O 3复合材料的制备技术㊁微观结构及第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4093㊀性能展开了系统的基础研究,并进入了工程应用阶段[22-24]㊂美国CHI(Composites Horizons)公司制备的Al2O3/Al2O3复合材料中心锥㊁混合器和核心整流罩部件成功应用到了GE-passport20发动机中,是Al2O3/ Al2O3复合材料在商用航空发动机中最早的应用㊂美国在CLEEN项目[22]中成功制备了Al2O3/Al2O3复合材料中心锥和喷管部件,组成了航空发动机排气部件(中心锥宽1.14m㊁高2.34m,喷管直径1.60m),是迄今为止尺寸最大的Al2O3/Al2O3复合材料航空发动机部件,该部件已完成装机测试,达到TRL(Technology Readiness Level)7水平,进入了最终完善阶段㊂此外美国的罗㊃罗AE3007发动机[25]㊁F414发动机等也都装配了Al2O3/Al2O3复合材料部件㊂德国在HiPOC项目[24,26]成功制备了Al2O3/Al2O3复合材料燃烧室衬套,完成了模拟发动机推力90%的测试,衬套整体保持完整㊂在此基础上,德国DLR[23,27]制备了WHIPOX-Al2O3/ Al2O3复合材料燃烧室衬套,该衬套经10h模拟环境考核后出现裂纹,但部件整体完整,没有出现灾难性破坏㊂同时,Al2O3/Al2O3复合材料也被广泛应用于民用工业领域㊂德国WPS公司[28-29]在Al2O3/Al2O3复合材料部件的工业开发与应用制造方面具有丰富的经验,制备了高温炉部件㊁汽车排气系统㊁陶瓷紧固件和太阳能吸收器等一系列复杂形态Al2O3/Al2O3复合材料部件,其中高温炉部件经500~780ħ的温差热震试验循环107次后未失效,同时,太阳能吸收器热部件的直径可达2.5m,是目前最大的Al2O3/Al2O3复合材料部件㊂受限于高性能Al2O3纤维原材料,我国对Al2O3/Al2O3复合材料的研究起步较晚,虽然近年来在Al2O3/ Al2O3复合材料应用领域取得了一定进展,但仍处于基础研究阶段,尚有许多应用问题需要解决[30-32]㊂本文从氧化铝纤维㊁界面相和复合材料制备工艺的角度出发,重点介绍了Al2O3/Al2O3复合材料制备技术及性能,指出了这一领域未来的发展趋势,期望为国内Al2O3/Al2O3复合材料研究领域的发展提供一些参考㊂1㊀氧化铝连续纤维氧化铝连续纤维的研究始于20世纪70年代,目前只有美国㊁日本㊁德国和中国等国家掌握了其制造技术[33]㊂美国3M公司在1974年首次通过溶胶-凝胶法制备了氧化铝纤维,经过不断优化,推出了Nextel系列氧化铝纤维,其中Nextel610纤维和Nextel720纤维是目前应用最广泛的氧化铝纤维[11,34-35]㊂1.1㊀Nextel610氧化铝纤维Nextel610氧化铝纤维的主要成分为α-Al2O3,含有低于1%(质量分数,下同)的Fe3O4和SiO2,为单相多晶氧化铝纤维㊂在纤维制备过程中,Fe3O4有效提高了α-Al2O3的形核率,降低了α-Al2O3的相变温度, SiO2有效减小了α-Al2O3晶粒的生长速率㊂在Fe3O4和SiO2的共同作用下,氧化铝纤维的烧结温度显著降低且致密度明显上升㊂Nextel610氧化铝纤维是目前室温拉伸强度和拉伸模量最高的氧化铝纤维,但高温处理后纤维中α-Al2O3晶粒迅速长大,纤维缺陷增多,力学性能明显下降㊂Nextel610氧化铝纤维的基础性能如表1所示㊂表1㊀Nextel610氧化铝纤维的基础性能Table1㊀General properties of Nextel610Al2O3fiberTrademark Component Diameter/μm Density/(g㊃cm-3)Tensilestrength/GPaTensilemodulus/GPaFracturestrain/%Nextel61099.0%α-Al2O30.7%Fe3O40.3%SiO210~12 3.90 3.103800.50在高温条件下,Nextel610氧化铝纤维晶粒会显著长大,晶粒生长速率受保温时间影响较大㊂Schmücker 等[36]对Nextel610氧化铝纤维在1300ħ热处理过程中的晶粒长大机制进行了详细研究,发现Nextel610氧化铝纤维中的掺杂元素在α-Al2O3晶界附近偏聚,使得α-Al2O3晶界迁移率降低,α-Al2O3晶粒生长速率较小㊂根据等温生长动力学计算公式(式(1))可得Nextel610氧化铝纤维的生长指数nʈ4,Nextel650和Nextel720氧化铝纤维的生长指数nʈ7㊂但由于Nextel610氧化铝纤维中没有第二相成分抑制晶粒生长, Nextel610氧化铝纤维相较于另外两种氧化铝纤维在高温条件下的晶粒生长速率受保温时间影响较大(如图1所示)㊂根据生长指数n㊁α-Al2O3的晶粒尺寸和温度的关系,计算出了Nextel610氧化铝纤维的晶粒生4094㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图1㊀氧化铝纤维1300ħ热处理后晶粒尺寸与保温时间的关系[36]Fig.1㊀Relationship between grain size and dwell time of Al 2O 3fibers heat-treated at 1300ħ[36]长活化能约为660kJ㊃mol -1㊂D n -D n 0=K (T )ˑt (1)式中:D 为热处理后晶粒尺寸,D 0为原始晶粒尺寸,K为反应常数,t 为热处理时间,n 为生长指数,理想状态下n 为2[37]㊂Nextel 610氧化铝纤维经高温处理后晶粒会显著长大,力学性能下降㊂姜如等[35]对Nextel 610氧化铝纤维在1000~1400ħ进行热处理后发现,纤维经1200ħ热处理后的表面晶粒尺寸明显增大;当热处理温度为1400ħ时,纤维表面缺陷明显增多,纤维经不同温度热处理后的表面形貌如图2所示㊂对不同温度热处理后的纤维进行拉伸强度测试发现,随着热处理温度的升高,纤维的拉伸强度逐渐降低㊂当热处理温度为1200ħ时,纤维的拉伸强度发生突变,强度保留率仅为71.15%㊂不同温度热处理后纤维的晶粒尺寸与拉伸强度关系如图3所示㊂图2㊀不同温度热处理后Nextel 610氧化铝纤维的表面形貌[35]Fig.2㊀Surface morphologies of Nextel 610Al 2O 3fibers heat-treated at different temperatures [35]Nextel 610氧化铝纤维的高温力学性能随测试温度变化显著㊂美国3M 公司[38]报道了Nextel 610氧化铝纤维的高温力学性能,如图4所示㊂由图4可知,Nextel 610氧化铝纤维在1200ħ之前强度较高,强度保留率在95%以上;1300ħ时强度下降明显,强度保留率降低至64%;1400ħ时的强度保留率仅为30.2%㊂这主要是因为Nextel 610氧化铝纤维是单相纤维,在较高的温度下晶粒快速长大,导致强度迅速下降㊂第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4095㊀图3㊀不同温度热处理后Nextel 610氧化铝纤维晶粒尺寸和拉伸强度关系[35]Fig.3㊀Relationship between grain size and tensile strength of Nextel 610Al 2O 3fiber heat-treated at different temperatures[35]图4㊀Nextel 系列氧化铝纤维的高温力学性能[38]Fig.4㊀High temperature mechanical properties of Nextel series Al 2O 3fiber [38]㊀Nextel 610氧化铝纤维的抗蠕变性能较差,在不同环境热处理后其蠕变性能有明显差异㊂Armain 等[39]研究了1100ħ时Nextel 610氧化铝纤维分别在空气和水汽气氛下的蠕变行为,发现当蠕变应力为100MPa 时,Nextel 610氧化铝纤维在两种气氛下的寿命都超过100h,水汽气氛下的蠕变应变为空气气氛下的5倍㊂而当蠕变应力为200~500MPa 时,水汽气氛下的蠕变应变略低于空气气氛下的蠕变应变,Nextel 610氧化铝纤维在不同气氛下的蠕变曲线如图5所示㊂水汽显著增加了Nextel 610纤维的蠕变速率,当蠕变应力为100~500MPa 时,纤维在水汽气氛下的蠕变速率较空气气氛下的蠕变速率高近一个数量级㊂图5㊀1100ħ下Nextel 610氧化铝纤维在不同气氛中的蠕变曲线[39]Fig.5㊀Creep curves of Nextel 610Al 2O 3fiber in different atmosphere at 1100ħ[39]1.2㊀Nextel 720氧化铝纤维Nextel 720氧化铝纤维主要含α-Al 2O 3和SiO 2,其中SiO 2的含量约为15%[35]㊂在纤维烧成过程中SiO 2与α-Al 2O 3反应生成莫来石,莫来石可在α-Al 2O 3晶界处聚集,形成莫来石包围α-Al 2O 3的结构,有效抑制了α-Al 2O 3晶粒的生长,明显提高了纤维的抗蠕变性能㊂Nextel 720氧化铝纤维的性能如表2所示㊂表2㊀Nextel 720氧化铝纤维的基础性能Table 2㊀General properties of Nextel 720A 2O 3fiberTrademark Component Diameter /μm Density /(g㊃cm -3)Tensile strength /GPa Tensile modulus /GPa Fracture strain /%Nextel 72085.0%α-Al 2O 315.0%SiO 210~12 3.40 2.102600.81与Nextel 610氧化铝纤维类似,高温热处理可使Nextel 720氧化铝纤维的晶粒长大,尤其在高于1600ħ的温度下,Nextel 720氧化铝纤维晶粒长大明显㊂Schmücker 等[36]在1500~1700ħ对Nextel 7204096㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图6㊀Nextel 720氧化铝纤维在1500~1700ħ热处理时晶粒尺寸与保温时间的关系[36]Fig.6㊀Relationship between grain size and dwell time of Nextel 720Al 2O 3fiber heat-treated at 1500~1700ħ[36]氧化铝纤维进行热处理,晶粒尺寸随时间的变化如图6所示㊂由图6可以看出,1600ħ以下的氧化铝纤维晶粒长大不明显,1600ħ以上氧化铝纤维晶粒显著长大㊂根据式(1)计算得到1600ħ以下莫来石晶粒的生长指数n ʈ12,1600ħ以上莫来石晶粒的生长指数n ʈ3,均在典型的陶瓷晶粒生长指数区间内[37]㊂因此当热处理温度低于1600ħ时,Nextel 720氧化铝纤维中的晶粒长大主要为α-Al 2O 3晶粒的生长,莫来石晶粒几乎不长大,并且由于莫来石的存在,α-Al 2O 3晶粒的生长受到抑制㊂当热处理温度高于1600ħ时,Nextel 720氧化铝纤维中晶粒长大主要来源于莫来石晶粒的生长㊂高温热处理会对Nextel 720氧化铝纤维的拉伸强度产生显著影响㊂郑周等[31]通过对Nextel 720氧化铝纤维热处理后发现,当热处理温度为1300ħ时,莫来石相由伪四方结构逐渐转变为斜方结构,氧化铝晶体从莫来石晶体中析出㊂观察纤维热处理后的表面形貌发现,1100ħ热处理后纤维表面由颗粒状α-Al 2O 3晶体和条状的莫来石晶体混杂形成,1300ħ热处理后的纤维表面颗粒状α-Al 2O 3晶体显著长大为块状晶体,与条状莫来石晶体镶嵌分布,不同温度热处理后的纤维表面形貌如图7所示㊂对不同温度热处理后的纤维拉伸强度进行测试后发现,随着热处理温度的升高,纤维的拉伸强度逐渐下降㊂1100ħ热处理后纤维室温拉伸强度下降明显,强度保留率为64.48%;1300ħ热处理后的纤维拉伸强度保留率降为54.10%㊂图7㊀不同温度热处理的Nextel 720氧化铝纤维表面形貌[31]Fig.7㊀Surface morphologies of Nextel 720Al 2O 3fiber heat-treated at different temperatures [31]Nextel 720氧化铝纤维的高温力学性能也随测试温度的升高而显著降低㊂美国3M 公司[38]报道了Nextel 720氧化铝纤维的高温力学性能,如图4所示㊂由图4可知,当测试温度低于1200ħ时,Nextel 720氧化铝纤维高温拉伸性能低于Nextel 610氧化铝纤维,这是因为在1200ħ前,Nextel 610氧化铝纤维晶粒长大不明显,纤维拉伸强度保留率较高;当测试温度高于1200ħ时,Nextel 610氧化铝纤维晶粒明显长大,拉伸强度明显下降,而Nextel 720氧化铝纤维晶粒长大不明显,导致Nextel 720氧化铝纤维在1200ħ以上高㊀第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4097温拉伸性能高于Nextel610氧化铝纤维㊂Nextel720氧化铝纤维的抗老化性能优于Nextel610氧化铝纤维㊂根据3M公司的报道[38],Nextel720氧化铝纤维在不同温度下暴露1000h后的拉伸强度和晶粒尺寸关系如图8所示㊂相较于Nextel610氧化铝纤维,Nextel720氧化铝纤维长时间高温暴露后的强度保留率较高,晶粒尺寸增长较缓慢㊂这得益于莫来石相减少了α-Al2O3的晶界滑移,且有助于 钉扎 晶粒,使Nextel720氧化铝纤维的抗热老化性能增强㊂图8㊀不同温度暴露1000h后Nextel720氧化铝纤维拉伸强度和晶粒尺寸[38]Fig.8㊀Tensile strength and grain size of Nextel720fiber exposured1000h at different temperatures[38] Nextel720氧化铝纤维的抗蠕变性能较好,但不同高温环境对Nextel720氧化铝纤维的蠕变性能的影响显著不同㊂Armain等[40]研究了Nextel720氧化铝纤维在空气和水汽气氛下不同温度时的蠕变行为,发现当蠕变应力为400MPa㊁热处理温度为1100ħ时,Nextel720氧化铝纤维在水汽气氛下的蠕变应变约为空气气氛下蠕变应变的2倍㊂当蠕变应力为200MPa㊁热处理温度为1200ħ时,水汽气氛下的蠕变应变为空气气氛下蠕变应变的4~7倍㊂Nextel720氧化铝纤维在不同气氛下的蠕变曲线如图9所示㊂水汽的存在显著增㊀㊀㊀图9㊀不同温度下Nextel720氧化铝纤维在不同气氛中的蠕变曲线[40]Fig.9㊀Creep curves of Nextel720Al2O3fiber in different atmosphere at different temperature[40]4098㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷加了Nextel 720纤维的蠕变速率,当蠕变应力为100~300MPa㊁热处理温度为1200ħ时,水汽气氛下的蠕变速率比空气气氛下的蠕变速率高近一个数量级㊂综上所述,Nextel 610氧化铝纤维成分单一,主要为α-Al 2O 3相,其室温和高温拉伸强度较高,但纤维的单相组成导致其力学性能受温度影响较明显,纤维的高温稳定性和抗蠕变性能差㊂为提高纤维的稳定性和抗蠕变性能,3M 公司在Nextel 610氧化铝纤维的基础上开发了Nextel 720氧化铝纤维㊂Nextel 720氧化铝纤维中主要含有α-Al 2O 3和莫来石两相,相较于Nextel 610氧化铝纤维,Nextel 720氧化铝纤维的室温和高温力学性能较差㊂但由于莫来石相的存在,Nextel 720氧化铝纤维在高温下的晶粒长大速率较小,稳定性和抗蠕变性能较好㊂Nextel 610氧化铝纤维和Nextel 720氧化铝纤维的优缺点如表3所示㊂表3㊀Nextel 610氧化铝纤维和Nextel 720氧化铝纤维的优缺点Table 3㊀Advantages and disadvantages of Nextel 610and Nextel 720Al 2O 3fibersAl 2O 3fiberAdvantage Disadvantage Nextel 610Single phase fiber;high tensile strength Mechanical properties are significantly affected by temperature Nextel 720Good stability;mechanical properties are not significantly affected by temperatureTwo phase fiber;low tensile strength 2㊀界面相在连续纤维增强陶瓷基复合材料中,界面是连接纤维与基体的桥梁,主要承担着传递载荷㊁偏转裂纹㊁消除热应力和阻挡元素扩散的作用,对复合材料的性能有重要影响[41-43]㊂界面相要与纤维和基体间有良好的物理和化学相容性,同时界面相与纤维和基体间的结合强度要适中,这是因为一方面界面相能防止界面结合强度过大导致复合材料发生脆性断裂,降低力学性能[44];另一方面界面相能防止界面结合强度过小导致载荷不能通过界面传递给纤维,减弱纤维的增强作用[45]㊂目前,Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中常用的界面相主要为热解碳(PyC)[46-48]㊁氮化硼(BN)[49]和独居石(LaPO 4)[50-51]㊂2.1㊀热解碳(PyC )界面相PyC 具有特殊的层状结构,层与层之间通过范德瓦尔斯力结合,被广泛应用于复合材料界面相材料㊂PyC 与氧化物纤维相容性好,且能有效阻挡纤维和基体间的元素扩散㊂Wang 等[48]采用化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)工艺于1300ħ在氧化铝纤维表面制备了厚度约为70nm 的PyC 涂层,涂层的微观形貌如图10所示㊂由图可知,PyC 涂层与纤维结合性良好,纤维表面产生了由缺陷和晶粒长大引起的凹凸表面㊂纤维和基体两个组分被约60nm 厚的均匀PyC 涂层分离,没有发生任何界面扩散和反应㊂PyC 涂层具有明显的层状结构,非常有利于裂纹偏转[52],提高复合材料的力学性能㊂PyC 涂层厚度会对纤维的力学性能产生较明显的影响㊂Wang 等[46]采用CVD 法在氧化铝纤维表面制备了不同厚度的PyC 涂层,纤维的截面形貌如图11所示,此外还研究了涂层厚度和结合强度对纤维力学性能的影响㊂结果表明,当涂层厚度较小(0.15μm)时,涂层能够愈合纤维表面缺陷[53],从而提高纤维的拉伸强度㊂随着涂层厚度的增加,纤维的拉伸强度逐渐降低㊂产生这一现象的原因是:1)涂层的柔软性对纤维拉伸强度的影响大于表面缺陷的愈合效果;2)涂层厚度增加需要更长的CVD 时间,长时间高温环境易使纤维强度下降;3)纤维和PyC 涂层的热膨胀系数不同(纤维为5.3ˑ10-6ħ-1,PyC 涂层为2.5ˑ10-6ħ-1),当涂层较厚时,纤维和涂层间出现间隙,界面结合强度较弱㊂受到外力时,裂纹不能偏转,导致应力集中于纤维表面,易使纤维发生断裂㊂PyC 涂层会对复合材料的力学性能产生明显影响㊂Geng 等[47]在氧化铝纤维编织件上制备了PyC 涂层,随后通过溶胶-凝胶法制备了莫来石/Al 2O 3复合材料,有无PyC 涂层的莫来石/Al 2O 3复合材料的断口形貌如图12所示㊂无PyC 涂层的复合材料断口平整,没有纤维拔出现象㊂这说明复合材料在断裂过程中,由于裂纹尖端应力集中导致裂纹直接穿过氧化铝纤维,纤维的增韧机制没有得到发挥㊂有PyC 涂层的复合材料的断口纤维大量拔出,纤维拔出机制吸收了大部分能量,并且在断裂过程中产生沿纤维轴向扩展的裂纹,有效阻止了复合材料发生脆性断裂㊂㊀第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4099图10㊀PyC涂层纤维的微观结构[48]Fig.10㊀Microstructure of PyC coated fiber[48]图11㊀不同厚度PyC涂层纤维的截面形貌[46]Fig.11㊀Cross-section morphologies of PyC coated fibers with different thickness[46]2.2㊀氮化硼(BN)界面相BN具有与PyC类似的层状结构,在复合材料中引入该结构界面相后,当复合材料受到外力时,裂纹可沿界面层间扩展,起到保护纤维和提高复合材料力学性能的作用㊂相较于PyC涂层,BN的抗氧化性能较好,但在高于850ħ的氧化环境下,BN可与O2发生反应生成具有挥发性的B2O3,从而导致界面相消失㊂4100㊀陶㊀瓷硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图12㊀莫来石/Al2O3复合材料的微观结构[47]Fig.12㊀Microstructure of mullite/Al2O3composites[47]高温热处理会对BN涂层的结晶度产生显著影响㊂Sun等[49]通过CVD工艺在氧化铝纤维表面制备了BN涂层,BN涂层的微观结构如图13所示㊂图13(a)为700ħ下沉积的BN涂层,由图可知涂层与纤维结合良好,BN呈非晶结构㊂图13(b)和13(c)为700ħ下沉积后经1300ħ热处理后的BN涂层,由图可知热处理后的BN涂层结晶度显著提高,具有明显的层状结构,为六方相氮化硼(h-BN)㊂对比图13(a)~(c)可知,高温热处理可以提高BN涂层的结晶度,使其由非晶相BN涂层转变为六方相BN涂层㊂图13㊀BN涂层纤维的微观结构[49]Fig.13㊀Microstructure of BN coated fibers[49]BN涂层的沉积温度会对涂层厚度和涂层纤维的力学性能产生明显影响㊂Sun等[49]以单源氨硼烷为前驱体,采用低温CVD工艺(700~900ħ)在氧化铝纤维表面制备了BN涂层,BN涂层纤维截面的微观形貌如图14所示㊂由图可知,在不同温度下沉积的BN涂层与纤维结合良好,且随着沉积温度的升高,BN涂层的厚度逐渐增加㊂对涂层纤维进行拉伸强度测试后发现,随着沉积温度的升高,涂层纤维的拉伸强度逐渐下降㊂700ħ下沉积涂层后的氧化铝纤维强度保持率为94.9%,900ħ下沉积涂层后的氧化铝纤维强度保持率迅速下降到54.8%㊂纤维拉伸强度下降的原因为:1)涂层沉积过程中的高温使纤维晶粒长大,导致纤维力学性能下降;2)BN涂层和氧化铝纤维的热膨胀系数不同,涂层和纤维在不同的沉积温度下有不同的收缩速率,从而产生残余热应力㊂残余热应力随着沉积温度的升高而升高,从而导致涂层纤维的力学性能随着沉㊀第11期孙敬伟等:氧化铝纤维增强氧化铝基复合材料研究进展4101积温度的升高而下降㊂图14㊀不同温度沉积BN涂层后的纤维截面形貌[49]Fig.14㊀Cross-section morphologies of fibers after deposition of BN coating at different temperatures[49]上述PyC㊁BN两种界面相均起到阻挡元素扩散㊁传递载荷和偏转裂纹等作用,是复合材料中较为常用的界面相,但抗氧化性能较差,在Al2O3/Al2O3复合材料中的应用受到一定限制㊂为解决这一问题,研究人员把目光投向了具有较强抗氧化性的多孔稀土-磷酸盐类材料上,其中应用最广泛的为独居石(LaPO4)界面相㊂2.3㊀独居石(LaPO4)界面相LaPO4的熔点高㊁硬度低,与氧化物纤维和基体相容性好,同时与氧化物纤维和基体结合强度适中,已被用于氧化物/氧化物复合材料中的界面相材料[54]㊂在受到外力时,LaPO4可以通过滑移㊁解离和孪晶等机制有效偏转裂纹,提升复合材料的力学性能㊂LaPO4在高温下会在表面形成一层连续致密的反应层,保护纤维不被高温侵蚀,提高复合材料的稳定性㊂Zhang等[50]以La2O3和磷酸为原料,通过化学共沉淀法和闪烧法制备了LaPO4涂层,该涂层导热系数较低,在1000ħ时的导热系数为1.41W/(m㊃K);稳定性较好,在1400ħ保温100h涂层不受破坏;耐蚀性能好,在700~900ħ的V2O5熔盐中腐蚀4h的腐蚀产物主要为La(P,V)O4,涂层的微观结构变化不大,在1000ħ的V2O5熔盐中腐蚀4h会生成少量的LaVO4,但腐蚀产物仍主要为La(P,V)O4㊂LaPO4涂层的微观结构会对涂层纤维的力学性能产生明显影响㊂Xu等[51]将硝酸镧与植酸混合得到LaPO4前驱体溶液(编号PA f),将硝酸镧与磷酸和柠檬酸混合制备了另一种LaPO4前驱体溶液(编号CA f),采用非匀相沉淀法在35和90ħ下将LaPO4前驱体沉积在氧化铝纤维表面,经600ħ高温处理后得到厚度为500~800nm的LaPO4涂层,涂层纤维的微观形貌如图15所示㊂研究了不同前驱体和沉积温度对纤维强度的影响,分析了涂层纤维的强度退化机理㊂结果表明,在35ħ下沉积的前驱体可以在纤维表面转化为致密的LaPO4涂层,该致密涂层阻止了高温下生成的有害气体排出,导致纤维强度下降[55-56];而采用植酸前驱体可在90ħ获得颗粒细小且堆叠松散的LaPO4涂层,该结构的孔洞分布均匀,有利于有害气体的逸出,使涂层纤维具有最高的拉伸强度㊂通过单纤维拔出测试(示意图如图16所示)发现,90ħ下由柠檬酸前驱体和植酸前驱体在纤维表面制备LaPO4涂层后,纤维与基体间的界面结合强度分别下降了32.5%和46.7%,纤维与基体实现弱界面结合,有助于提高复合材料的力学性能㊂图15㊀LaPO 4涂层纤维的截面形貌[51]Fig.15㊀Cross-section morphologies of LaPO 4coated fibers[51]图16㊀单纤维拔出测试示意图[51]Fig.16㊀Schematic diagram of single fiber pull-out test [51]LaPO 4涂层的厚度会对涂层编织件的稳定性有显著影响㊂Tao 等[54]以LaNO 3和P 2O 5为原料制备了LaPO 4前驱体溶液,采用反复浸渍烧结法在氧化物纤维编织件中制备了厚度为80~300nm 的LaPO 4涂层,涂层的微观形貌如图17所示㊂研究了LaPO 4涂层㊁SiC-SiO 2涂层和LaPO 4-SiC-SiO 2涂层对氧化物纤维编织件柔韧性的影响,其典型力-挠度曲线和氧化物纤维编织件测试前后的照片如图18所示㊂研究发现,具有LaPO 4涂层的氧化物纤维编织件刚度有所增加,但增加的程度很小㊂这说明LaPO 4涂层对氧化物纤维编织件的柔韧性没有明显影响,且对氧化物纤维编织件的高温脆性有一定的缓解作用㊂LaPO 4涂层对高温处理后复合材料的力学性能有明显影响㊂Keller 等[57]制备了Nextel 610/LaPO 4/Al 2O 3复合材料,探究了LaPO 4涂层对高温处理后的复合材料力学性能的影响㊂研究发现,不含LaPO 4涂层的复合材料在1200ħ热处理5h 后拉伸强度下降约70%,复合材料断口几乎没有纤维拔出现象;而含LaPO 4涂层的复合材料经热处理后的拉伸强度下降约36.7%,复合材料断口处有明显的纤维拔出现象(见图19),同时发现纤维拔出现象主要出现在涂层㊁纤维/涂层和涂层/基体界面,这说明LaPO 4涂层与纤维和基体结合力较弱㊂综上所述,PyC 涂层和BN 涂层均具有层状结构,是复合材料中常用的界面相㊂当复合材料受到外力时,PyC 涂层和BN 涂层可通过滑移㊁解离等机制有效偏转裂纹,提高复合材料的力学性能[44,52]㊂但涂层制备工艺复杂且抗氧化性能较差,PyC 涂层在空气中的温度高于400ħ即可被氧化,BN 涂层在空气中的温度高于850ħ即被氧化,限制了涂层在Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中的应用㊂LaPO 4涂层与氧化物纤维和基体相容性好,制备工艺简单㊁抗氧化性能较好,被广泛用在Al 2O 3/Al 2O 3复合材料中㊂不同涂层的优缺点如表4所示㊂。
2024年高纯超细氧化铝微粉市场需求分析
2024年高纯超细氧化铝微粉市场需求分析1. 引言高纯超细氧化铝微粉是一种重要的功能性陶瓷材料，在多个领域广泛应用。
本文将对高纯超细氧化铝微粉市场需求进行详细分析，旨在帮助企业了解市场潜力和趋势，为产品研发和营销战略提供参考。
2. 市场规模及发展趋势2.1 市场规模近年来，高纯超细氧化铝微粉的市场规模持续增长。
据市场研究数据显示，2019年全球高纯超细氧化铝微粉市场规模达到X亿美元，预计在未来几年内将保持稳步增长。
2.2 发展趋势2.2.1 电子行业需求增加高纯超细氧化铝微粉在电子行业中具有重要作用，用于制造集成电路、显示器件等。
随着电子产品市场的快速发展，特别是智能手机、平板电脑等智能设备的普及，对高纯超细氧化铝微粉的需求将持续增加。
2.2.2 全球陶瓷制造业的发展高纯超细氧化铝微粉是陶瓷制造业中的重要原材料，广泛用于瓷砖、陶瓷工艺品等产品中。
随着全球陶瓷制造业的持续发展，对高纯超细氧化铝微粉的需求也将继续增长。
2.2.3 新兴应用领域的崛起除了传统的电子和陶瓷制造业，高纯超细氧化铝微粉在新兴应用领域也呈现出巨大潜力。
例如，近年来随着人工智能、新能源等领域的快速发展，对高纯超细氧化铝微粉的需求逐渐增加。
3. 市场需求分析3.1 产品特性需求高纯超细氧化铝微粉在市场上的需求主要受到以下产品特性的影响：•粒径大小：不同应用领域对粒径大小有不同的要求，需求也各异。
•纯度要求：高纯超细氧化铝微粉在不同行业的应用中，对纯度的要求有所差异。
•表面性质：产品表面性质直接影响材料的使用效果，对一些特定领域的应用有重要影响。
3.2 地区市场需求根据地区的不同，高纯超细氧化铝微粉的市场需求也有所差异。
目前，亚洲地区是全球高纯超细氧化铝微粉市场的主要消费地区，占据了市场份额的最大比例。
欧美地区的市场需求也在逐渐增加，但相对亚洲地区还有一定差距。
3.3 市场竞争格局当前高纯超细氧化铝微粉市场的竞争格局较为激烈，市场参与者众多。
氧化铝纤维 行业政策
氧化铝纤维行业政策1. 引言氧化铝纤维是一种高温耐火材料，具有良好的抗火、绝缘和耐腐蚀性能，因此在许多领域得到广泛应用。
本文将探讨氧化铝纤维行业的政策，包括相关的法律法规、发展方向以及市场前景。
2. 国家法律法规2.1 环保政策氧化铝纤维行业受到环境保护政策的限制和规范。
为了减少污染和保护生态环境，国家发布了一系列环保法律法规，对氧化铝纤维行业进行监管。
企业在生产过程中需严格控制废气、废水等污染物的排放，并定期进行环境监测和检查。
2.2 安全生产为了确保氧化铝纤维行业的安全生产，国家制定了相关的安全生产法律法规。
企业必须建立健全安全管理制度，进行职业健康和安全培训，并配备必要的安全设施和防护措施。
同时，政府加强对企业的安全检查和监督，以预防事故的发生。
2.3 质量标准国家对氧化铝纤维的质量标准进行了规定。
企业在生产过程中必须符合相关的质量标准，确保产品的质量和安全性。
政府会定期进行质量监督抽检，对不符合标准的产品进行处罚，并保护合格产品的知识产权。
3. 行业发展方向3.1 高端产品的研发氧化铝纤维行业的发展方向之一是研发和生产更高端的产品。
在新材料技术的推动下，科研人员不断提高氧化铝纤维的性能，研制出更耐高温、更强度强、更轻薄的产品。
这些高端产品在航空航天、冶金、电子等领域有着巨大的应用潜力。
3.2 节能环保随着全球环保意识的增强，氧化铝纤维行业也在朝着节能环保的方向发展。
通过改进生产工艺，减少能源消耗和废物排放，提高资源利用率，企业可以更好地适应市场的需求，同时获得更多政府支持和认可。
3.3 产业链延伸为了增加附加值和利润，氧化铝纤维行业逐渐延伸产业链，开展上下游合作。
一方面，企业可以与原材料供应商进行合作，确保原材料的质量和稳定供应；另一方面，企业可以与用户进行深度合作，根据用户的需求提供定制化的解决方案。
4. 市场前景4.1 国内市场随着中国经济的快速发展和国家对高技术行业的支持，氧化铝纤维在国内市场有着广阔的发展前景。
氧化铝纤维市场分析报告
氧化铝纤维市场分析报告1.引言1.1 概述概述:氧化铝纤维作为一种新型的功能材料，具有很高的特殊性能，例如耐高温、耐腐蚀、绝缘性能好等特点，因而在航空航天、军工、石油化工等领域有着广泛的应用前景。
本报告针对氧化铝纤维市场进行了深入分析，旨在全面了解该市场的现状及未来发展趋势，以期为相关行业内的各参与者提供正面的参考和借鉴。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括对整篇文章的结构和内容进行简要介绍，以便读者对文章有一个整体的了解。
可以包括对每个章节的主要内容和重点进行简要概括，以引导读者对整篇文章的内容有一个整体的把握。
此外，也可以对文章的论证逻辑和思路进行简要说明，让读者对整篇文章的逻辑结构有一个清晰的认识。
最后，可以提醒读者在阅读时可以重点关注哪些内容，以便更好地理解文章的主要论点和结论。
文章1.3 目的:本报告的目的是对氧化铝纤维市场进行全面分析，包括市场现状、发展趋势、潜在机遇和挑战，以及未来发展建议与展望。
通过对市场的深入研究，希望为相关行业从业者和投资者提供宝贵的市场信息和决策参考。
同时，也旨在促进氧化铝纤维行业的健康发展，推动产品技术创新和市场应用拓展，为行业的可持续发展提供支持和倡导。
1.4 总结综上所述，本文对氧化铝纤维市场进行了深入分析和探讨。
首先，我们对氧化铝纤维的定义和特点进行了介绍，明确了其在各个领域的广泛应用。
接着，我们对氧化铝纤维市场现状进行了全面的分析，包括市场规模、供需情况、竞争格局等方面的情况。
同时，我们也对氧化铝纤维市场未来的发展趋势进行了预测，指出了市场的潜在机遇和挑战。
最后，针对分析结果，我们提出了未来发展的建议与展望。
总的来看，氧化铝纤维市场具有巨大的潜力和发展空间，但同时也存在着一些挑战和困难。
在未来的发展中，需要充分认识市场的机遇与挑战，加强创新能力，提高产品质量和技术水平，以应对市场竞争的挑战。
同时，政府和企业也需要加大投入，加强行业规范建设，共同推动氧化铝纤维市场健康、持续发展。
2024年多品种氧化铝市场分析现状
2024年多品种氧化铝市场分析现状1. 引言多品种氧化铝是一种重要的工业材料，广泛应用于建筑、电子、化工、航空航天等领域。
本文将分析当前多品种氧化铝市场的现状，包括市场规模、市场竞争格局、产品种类等方面。
2. 市场规模多品种氧化铝市场近年来呈现出稳步增长的趋势。
根据市场研究机构的数据，全球多品种氧化铝市场规模在过去五年内每年以约5%的速度增长。
预计未来几年，随着建筑、电子等行业的不断发展，市场规模还将继续扩大。
3. 市场竞争格局目前，多品种氧化铝市场竞争格局较为分散，主要有国内外几大企业占据市场份额。
这些企业拥有强大的生产和销售网络，并且不断投入研发力量，提升产品质量和性能。
此外，由于多品种氧化铝产品的特殊性，进入市场的门槛较高，因此新进入者相对较少。
4. 产品种类多品种氧化铝市场根据不同的应用领域和需求，产品种类繁多。
主要的产品种类包括：•电子级氧化铝：用于半导体制造和电子组件制造等领域，具有高纯度、低杂质的特点。
•工业级氧化铝：广泛应用于建筑、陶瓷、塑料等领域，具有较高的物理强度和耐磨性。
•制备用氧化铝：用于合成各种氧化铝化合物，如氧化铝陶瓷、氧化铝纤维等。
•其他品种：根据特殊需求，还有一些特殊用途的氧化铝产品，如阻燃氧化铝、防腐氧化铝等。
5. 市场动态多品种氧化铝市场受到多个因素的影响，包括原材料价格、市场需求、技术进步等。
当前，市场动态主要包括以下几个方面：•原材料价格：多品种氧化铝的制备过程涉及到铝矿石等原材料，其价格波动对市场造成一定影响。
•技术创新：随着科学技术的不断进步，多品种氧化铝的制备工艺不断改进，产品性能得到提升。
•环保要求：随着环保意识的增强，市场对低污染、高效能的多品种氧化铝产品需求不断增加。
6. 市场前景多品种氧化铝市场具有较好的前景和潜力。
随着各行各业的发展，对多品种氧化铝的需求将进一步增加。
同时，随着技术创新和成本降低，多品种氧化铝的应用范围将不断拓展。
预计在未来几年内，市场规模将继续扩大。
2023年氧化铝纤维行业市场前景分析
2023年氧化铝纤维行业市场前景分析一、市场背景氧化铝纤维是一种高温纤维材料，广泛应用于各类高温设备中，比如冶金行业、航空航天行业、医药行业、电力行业和车辆制造等。
随着各种高温行业的发展，氧化铝纤维的需求量逐渐上升，市场前景越来越广阔。
据统计，全球预计到2025年，氧化铝纤维市场将达到170亿美元。
二、市场动态氧化铝纤维的市场前景远超过市场表现。
在行业上，氧化铝纤维是一种高附加值、高科技含量的产品，其生产过程相对较为复杂，需要高端技术的支持，因此，只有少数企业可以生产和供应氧化铝纤维。
目前，全球氧化铝纤维市场主要集中在美国、欧洲、日本等发达国家，这些国家的科技实力和资本实力较强，能够积极研发和生产氧化铝纤维产品，占据了市场的主导地位。
不过，发展中国家的需求量也在逐步上升。
作为世界上最大的纤维生产国，中国拥有丰富的纤维资源和广阔的市场发展前景，并在推进本土氧化铝纤维生产方面投入大量的资金和技术。
三、市场前景在近年来的发展中，氧化铝纤维的应用领域逐渐拓宽，对于设备的高温绝缘和高温保护起到了非常关键的作用。
未来，随着高温设备的应用范围的进一步拓展，氧化铝纤维市场需求将大幅度增长。
比如在航空航天领域，氧化铝纤维将广泛应用于航天器的热防护和引擎的耐热隔绝，具有非常广阔的市场前景。
就国内市场而言，氧化铝纤维行业虽然起步较晚，但随着其应用领域的拓宽和技术水平的提高，其市场需求将不断上升。
同时，未来，中小型企业在氧化铝纤维市场中的份额随着技术的不断提高将不断增长。
结语：在全球市场背景的驱动下，氧化铝纤维行业市场前景十分广阔。
随着技术的进步和设备的进一步需求，在氧化铝纤维行业中谁能够具备高端的技术水平，谁就将具备更大的市场份额和竞争优势。
氧化铝功能纤维的制备及其应用
氧化铝功能纤维的制备及其应用氧化铝功能纤维是一种纤维状材料，它的结构特殊，具有优良的电热特性、耐腐蚀性、高比表面积、低热膨胀系数和高力学强度等特点，使其具有广泛的应用前景。
氧化铝功能纤维的加工制备主要分为几个步骤，包括原料预处理、晶体生长、热处理和加工等。
氧化铝纤维的原料预处理主要是对及晶度尚低的原料进行提纯，以获得结晶氧化铝粉末，使其具有最佳的变形及晶粒表面结构。
其中，预处理一般采用电解、蒸煮、选矿等方法，以确保充分的晶粒分离及减少杂质的含量。
晶体生长是氧化铝功能纤维制备的关键步骤，其主要目的是在给定的条件下，控制原料形成晶粒，并使晶粒能够以一定程度地聚集成纤维状材料。
晶体生长一般采用湿法或射频等方法，以帮助粉末结晶，得到高晶粒尺寸、高粒度及较高的晶体密度的结果。
在热处理步骤中，采用的技术有保温热处理、焙烧热处理、控制气氛热处理等，主要目的是改变晶体的性质，使晶体失活，并使晶体更好地交联，从而提高氧化铝功能纤维的力学性能。
最后，加工步骤用来完成氧化铝功能纤维的加工，主要有纤维整形、裁剪和装配等。
经过这一系列处理，氧化铝功能纤维的力学性能得到了很大提高，并且其具有良好的热性能，能够满足特殊的应用要求。
氧化铝功能纤维的应用非常广泛，它可以用于能源、航空航天、自动化和汽车制造等领域。
氧化铝功能纤维能够在电子工程中作为导电和耐热材料，可以用于电缆绝缘、加热器和热心等；在航空航天领域，氧化铝功能纤维可以用于发射架扩散热等；自动化和汽车制造行业中，氧化铝功能纤维可以用于传感器线圈、汽车悬架系统、排气系统热装置等。
总之，氧化铝功能纤维具有优良的电热性能、耐腐蚀性、高比表面积、低热膨胀系数和高力学强度等优点，它的应用非常广泛，可以在能源、航空航天、自动化和汽车制造行业中得到广泛的应用。
随着技术的发展和应用的普及，氧化铝功能纤维将为社会发展提供更多的可能。
氧化铝纤维制备
氧化铝纤维制备一、氧化铝纤维简介1. 氧化铝纤维啊，那可是个很有趣的东西呢。
它就像是一种超级微小的丝线，但又不是普通的丝线哦。
氧化铝纤维是一种高性能的无机纤维，主要成分就是氧化铝啦。
它具有好多很棒的性能呢，比如说耐高温，就像一个不怕热的小勇士，可以在很高的温度下还保持自己的稳定性。
而且它的强度也很不错，就像一个很有力量的小超人。
2. 从微观角度看呀，氧化铝纤维的结构就像是一个精心搭建的小城堡。
它的晶体结构使得它能够具备这些优良的性能。
氧化铝纤维的直径那可是非常小的，通常在几个微米到十几个微米之间，这么小的尺寸，却有着大大的能量。
二、氧化铝纤维的制备方法1. 溶胶 - 凝胶法这个溶胶 - 凝胶法可是制备氧化铝纤维的一个很常用的方法呢。
首先要准备好原料，就像做饭要先准备食材一样。
我们需要铝的醇盐，比如说异丙醇铝之类的，然后把它溶解在有机溶剂里，这就像是把食材放进锅里。
接着呢，加入适量的水和催化剂，这就像是给锅里的食材加上调料，然后就会发生水解和缩聚反应，慢慢形成溶胶。
这个溶胶就像一种很粘稠的液体，里面有着我们想要的东西。
然后再经过老化、纺丝等一系列的过程，最后经过高温煅烧，就能得到氧化铝纤维啦。
就像把食材经过一系列的烹饪过程，最后变成一道美味的菜肴一样。
2. 熔喷法熔喷法呢，也很有意思。
它是把氧化铝原料先加热到熔融状态，就像把一块冰变成水一样，不过这里是把固体的氧化铝原料变成液态的。
然后通过喷丝头把熔融的氧化铝喷出来，在这个过程中，氧化铝会迅速冷却凝固，就像把热水突然放进冰水里一样，这样就形成了氧化铝纤维。
这个方法的优点就是可以快速地制备出氧化铝纤维，效率比较高。
3. 预氧化法预氧化法也有它的独特之处。
首先要对氧化铝的前驱体纤维进行预氧化处理。
这个前驱体纤维就像是还没有完全长大的小豆芽。
预氧化的过程就像是给小豆芽施肥浇水，让它变得更加强壮。
在预氧化的过程中，会发生一些化学变化，然后再经过高温处理，就能得到我们想要的氧化铝纤维啦。
氧化铝纤维发展现状及应用前景
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氧化铝纤维的研究现状与发展趋势景茂祥1,沈湘黔2(1.长沙矿冶研究院研发中心,湖南长沙410012;2.江苏大学材料科学与工程学院,江苏镇江212013)摘 要:介绍了氧化铝纤维的主要应用领域、国内外研究发展现状以及市场前景,并提出了一种制备氧化铝纤维的新方法。
关键词:氧化铝纤维;发展现状;制备方法中图分类号:TF123文献标识码:A文章编号:0253-6099(2004)02-0069-03Research Work on Alumina Fibre———Present State and Development TrendJING Mao-xiang1,SHE N Xiang-qian2(1.The R&D Ce nte r,Changsha Research Institute of Mining&M etalluary,Changsha410012,China;2.School of Mate ri-al Science and Enginee ring,Jiangshu Unive rsity,Zhe njiang212013,Jiangshu,China)A bstract:A description is made of main application fields,present domestic and foreign development state and mar keting pr ospects of alumina fibre,and a ne w method is given for preparing alumina fibre.Key words:alumina fibre;present development;state;preparing method 氧化铝纤维[1～2]是多晶耐火纤维的一个重要品种,与碳纤维、碳化硅纤维等非氧化物纤维相比,氧化铝纤维不仅具有高强度、高模量、耐高温等优良性能,而且还有很好的高温抗氧化性、耐腐蚀性和电绝缘性。
氧化铝纤维可与树脂、金属或陶瓷进行复合制备高性能复合材料,在航空、航天、军工及高科技领域应用广泛。
1 主要应用领域1.1 工业高温炉领域氧化铝短纤维具有突出的耐高温性能,主要用作绝热耐火材料,在冶金炉、陶瓷烧结炉或其它高温炉中作护身衬里的隔热材料。
由于其密度小、绝热性好、热容量小,不仅可以减轻炉体质量,而且可以提高控温精度,节能效果显著。
氧化铝纤维在高温炉中使用节能效果比一般的耐火砖或高温涂料好,节能量远大于散热损失量,其原因不仅是因为减少了散热损失,更主要的是强化了炉气对炉壁的对流传热,使炉壁能得到更多的热量,再通过辐射传给物料,从而提高了物料的加热速度和生产能力。
1.2 航天领域莫来石纤维[3～4]是氧化铝基纤维的主要品种,在结构上主要是以莫来石微晶相的形式存在。
与一般氧化铝基纤维相比,莫来石纤维具有更好的耐高温性,使用温度在1500～1600℃,特别是高温抗蠕变性和抗热震性均有很大提高,是当今国内外最新型的超轻质高温耐热纤维。
莫来石短纤维作为耐热材料,在航天工业上已得到重要应用。
美国航天飞机已采用棚硅酸铝纤维来制造隔热瓦和柔性隔热材料。
美国哥伦比亚号航天飞机隔热板衬垫用的是Saffil氧化铝纤维,当航天飞机由太空返回大气层时,由于Saffil氧化铝纤维能经受1600℃的高温,这种衬垫会防止热通过隔热板之间的间隙进入防热罩内。
莫来石纤维与陶瓷基体界面热膨胀率和导热率非常接近,莫来石纤维的加入可以提高陶瓷基体的韧性、增加冲击强度,在耐热复合材料的开发中发展很快。
采用连续莫来石纤维增强的金属基与陶瓷基复合材料,可用于超音速飞机,也可制造液体火箭发动机的喷管和垫圈,能在2200℃以上使用。
1.3 环保和再循环领域氧化铝纤维由于其良好的耐化学腐蚀性能,可用于环保和再循环技术领域。
如焚烧电子废料的设备,历经多年运转,氧化铝纤维仍显示出其优良的抗腐蚀性能;也可用于汽车废气设备上作陶瓷整体衬,其特点是结构稳定。
Saffil氧化铝纤维可用于铝合金活塞,它的优点是当温度上升时膨胀较小,比纯合金减少约25%,使活塞和汽缸之间吻合好,可节省燃料。
1.4 增强复合材料[5～9]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、硬度均有提高,热膨胀系数降低。
氧化铝纤维增强的金属基复合材料已在汽车活塞槽部件和旋转气体压缩机叶片中第24卷第2期2004年04月矿 冶 工 程MI NING AND METALL URG ICAL ENGI NE ERINGVol.24№2April2004①收稿日期:2003-11-02作者简介:景茂祥(1977-),男,山东莱芜市,硕士,研究方向为氧化铝陶瓷。
得到应用。
又由于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。
特别是在文体用品方面,可制成各种颜色的高强度钓鱼杆、高尔夫球、滑雪板、网球拍等。
氧化铝长纤维增强金属基复合材料主要应用于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高功能构件,例如汽车连杆、传动杆、刹车片等零件及直升飞机的传动装置等。
最近,也有研究人员开始将其用于热核反应堆冷却换热装置的衬里。
2 发展现状及市场前景氧化铝纤维的生产工艺比较简单,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,这使氧化铝纤维的大量应用成为可能。
目前国外已有很多公司生产各种型号的高性能氧化铝纤维[10～14]。
英国ICI公司采用卜内门法生产商品名为Saffil 的氧化铝短纤维,使用温度可达1200～1600℃,已开始应用在工业烧结炉的衬里上。
美国3M公司通过溶胶-凝胶法生产Nextel系列氧化铝纤维,其中较具代表性的品种是Nextel312。
日本住友化学公司采用预聚合法生产Altex氧化铝纤维,其组分为Al2O3、SiO2和B2O3。
美国杜邦公司采用淤浆法生产FP氧化铝纤维,氧化铝含量为99.9%。
日本Mitsui Mining公司也通过淤浆法制得氧化铝含量在95%以上的连续氧化铝纤维。
以上几种氧化铝纤维制备方法中,溶胶-凝胶法工艺简单,烧结温度较低且制得的纤维均匀性好,纯度高,可设计性强,产品多样,已成为生产氧化铝纤维的主要方法。
控制氧化铝纤维的不同生产工艺,可得到性质不同,适用于不同领域的纤维产品,特别在耐火材料领域,已经获得了较大发展。
国外多晶氧化铝耐火纤维的研究开发起步较早,目前的生产技术已趋成熟,工艺稳定,纤维制品综合性能优越,已在许多领域获得应用。
作为多晶氧化铝耐火纤维的主要品种,多晶氧化铝纤维具有优异的性价比和巨大的商业价值。
自20世纪70年代以来,许多发达国家投入大量精力研制开发多晶氧化铝纤维。
以美国的I CI公司为例,该公司已有20多年生产多晶氧化铝纤维的历史,生产的多晶纤维使用温度可达1600℃以上。
国外多晶耐火纤维不仅用作高温绝热材料,而且还用作高级陶瓷、金属和塑料的增强材料。
多晶氧化铝纤维(Al2O372%～97%,最高使用温度为1700℃)的世界总产量还比较低,远远小于普通硅酸铝纤维,其中西欧国家的产量约占总产量的50%,日本占39%左右。
有40%的多晶耐火纤维用于各种工业窑炉及热加工过程,25%左右用于冶金行业。
相比之下,国内氧化铝纤维的研究起步较晚,生产多晶耐火纤维在技术水平和产品质量上都还存在一定差距,生产工艺单一,装备也相对落后。
目前国内进行氧化铝纤维研究的主要有中科院山西煤炭研究所[15～16]、厦门大学[17]和洛阳耐火材料研究院[18]等几家单位。
其中,中科院山西煤炭研究所主要从事对氧化铝长、短纤维制备及性能的研究。
采用胶体工艺法,将铝盐制成溶液,加热收缩,制成纺丝胶体,然后在特定条件下成纤和热处理,获得多晶氧化铝纤维,目前已拥有两种系列的纤维,分别用作催化剂担体、金属和陶瓷等基体的增强纤维。
厦门大学科研处采用铝金属盐为原料,首先合成具有纺丝性能的氧化铝溶胶,并由此干纺得到氧化铝凝胶纤维,热处理和高温烧结后获得氧化铝纤维。
该方法的优点是原料价格合理,来源广泛;纤维成型可以在离心喷吹机上进行,适用于规模生产;作为氧化铝纤维催化剂担体具有比表面高,金属分散度高,耐高温性能好(1100℃);用作金属基复合材料增强剂可使铝基复合材料减重10%～30%,耐磨性提高5～10倍,高温强度提高100%;用作陶瓷基复合材料增强剂可使复合材料减重10%～30%,韧性提高2～3倍。
在耐火材料领域,国内多晶氧化铝耐火纤维主要以多晶莫来石纤维和多晶氧化铝纤维为主,仅用于使用温度为1350～1400℃的陶瓷贴面。
近年来,洛阳耐火材料研究院在开发耐火材料纤维领域取得较大进展,以氯化铝水溶液和金属铝粉为原料,采用胶体法研制生产的多晶氧化铝纤维(Al2O380%～95%)可以用于1500～1650℃的高温窑,年产量为80t。
目前使用氧化铝纤维为主要原料的成型产品除了耐火隔热纤维砌块外,还有:氧化铝纤维增强铝基复合材料活塞、纤维氧化铝催化剂有机废气处理器、纤维氧化铝燃烧辐射器等。
在市场方面,氧化铝纤维及其制品具有很好的发展前景。
控制氧化铝纤维的不同生产工艺,可得到不同性质,不同应用领域的纤维产品。
当前氧化铝纤维在耐火材料领域的应用已趋于成熟,市场竞争也日渐激烈。
而在其他领域,如增强基复合材料、环保、催化等领域应用较少,发展空间很大。
利用氧化铝纤维增强的铝基复合材料活塞具有高强度和耐磨、耐热冲击能力及低的热膨胀系数等优良性能,有利于改善汽车发动机性能,提高发动机使用效率,减少废气排发量。
纤维氧化铝燃气催化燃烧辐射器应用于烧烤烘干行业,能显示提高燃烧效率,改善产品烘干效果,节约能源。
其作为隔热材料,具有优异的保温性能,能显著减少热损失。
据统计,国际市场对氧化铝纤维的需求量平均每年按10%～15%的速度递增。
其经济效益从70矿 冶 工 程第24卷以下可以看出:1)以烧烤板为例,按纤维年产量5t计,每块烧烤板需用300g纤维,利润为500元,其年利税约为800万元。
2)以活塞为例,到2000年,我国国产汽车年产量为200万辆。
其4个活塞采用氧化铝纤维增强,每个利润为5元,其经济效益为4000万元/y。
由此可见,氧化铝纤维具有良好的市场潜力。
同时,由于氧化铝纤维具有许多优良的性能,广泛应用于各领域,因此,我国研究和开发氧化铝纤维无论在国防军工还是工业领域都具有重要的意义。
3 新方法探讨纵览国内外氧化铝纤维的发展趋势,良好的制备工艺是提高其发展速度的重要因素之一。
因此,探讨新的制备氧化铝纤维的方法是许多研究人员的研究重点。