勞氏船級社
[拼音]:wuji xianwei
[英文]:inorganic fibre
以礦物質為原料製成的化學纖維。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。主要成分為二氧化矽、氧化鋁、氧化鈣,也可以因改性需要加入一些其他成分。玻璃纖維又分矽酸鹽玻璃纖維和硼矽酸鹽玻璃纖維兩大類。矽酸鹽玻璃纖維又根據特性分為:無鹼電絕緣玻璃(E玻璃)、鹼玻璃(A玻璃)、耐化學玻璃(C玻璃)、高強玻璃(S玻璃)、含鑽玻璃( 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,根據要求的配方製成玻璃小球,剔除次品,而後送入坩堝中熔融,使熔態玻璃從坩堝底部的許多小孔中流出形成絲束。此後將絲束上油並集束再送到速度高達 2000~5000米/分的拉絲機卷繞筒上,拉伸而成為玻璃絲;
(2)直接法:即池窯拉絲法。不需要先製成玻璃球,可以直接將各組分按配比同時投入池窯內熔融,熔態玻璃經澄清後通過窯內數十塊拉絲板的小孔流出,再按前述處理工序獲得玻璃長絲。此外,也可以採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釐米長度的短纖維,即玻璃棉。如從快速旋轉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後凝固為纖維。
玻璃纖維除有連續的長絲和切成一定長度的短纖維供作織物用之外,近年來又發展了捲曲纖維、空心纖維、麻面纖維和表面塗層纖維等品種。根據用途尚有:有拈紗、無拈紗、膨體紗、混紡紗、染色紗、導電紗、股線、縫紉線、纜線、輪胎簾子線、氈片和各種織物製品。
玻璃纖維的截面呈圓形,直徑在數微米至20微米之間,比重2.4~2.7克/釐米3;拉伸強度可達7克/旦,導熱係數0.03千卡/米·度。有良好的耐熱性、耐溼性、不燃性、耐化學腐蝕性、抗黴、抗蛀、電絕緣性等特點。玻璃纖維廣泛用於裝飾織物、增強複合材料、電絕緣、絕熱、化工過濾和環保工程上的吸音材料。玻璃纖維質輕,強度高,耐腐蝕和耐高溫,還被用來製造高負荷輪胎簾子線和傳送帶,在火箭技術、宇航服和人造衛星外殼等方面也得到廣泛的應用。
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氫氧氣吹管的高溫初步熔融成細絲,再通過一排軸向氫氧細吹管將其在軟化狀態下拉成石英絲,卷繞在金屬圓筒網上。所得纖維的直徑約為0.8微米,最大抗拉強度為650公斤/毫米2。石英纖維耐酸、耐鹼(KOH例外),熔點超過1660℃,有良好的絕緣性和回彈性。常用於過濾熱酸和腐蝕性氣體,也可用於原子能工廠熱絕緣和防輻射材料、噴氣式飛機機翼和導彈部件等的纖維材料,還可用以製造光導纖維。
硼纖維
一般採用鹵化硼還原生成的元素硼,在連續蒸發裝置中析附於載體纖維(金屬纖維或化學纖維)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,於1000~1200℃的溫度下徐徐通過,元素硼的蒸氣即沉積在載體纖維上。通過調節載體纖維經過沉積室的速度,可獲得不同直徑的硼纖維。硼纖維質地柔軟,直徑一般在100微米左右,比重2.62克/釐米3,熔點2050℃。彈性模數比玻璃鋼高5倍,斷裂強度可達280~350公斤/毫米2。幾乎不受酸、鹼和大多數有機溶劑的浸蝕,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金屬起反應而變脆,使用溫度超過1200℃時強力顯著下降。硼纖維除製成紡織材料用作宇航服和防火服外,常與金屬材料或塑料製成增強複合材料,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、藍晶石纖維等。成分均為氧化鋁和二氧化矽。含有氧化鋁和二氧化矽組分的天然礦物在熔爐中熔融後,從爐底小孔中流出,被接近垂直的壓縮空氣吹拉成極細的纖維。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,有極強的過濾能力,可以過濾直徑僅為0.3微米的粒子,特別適用於腐蝕性液體和氣體的過濾,絕緣效能好。用它製成的氈是優良的隔熱材料,可作為內燃機、噴氣發動機和火箭發射臺的消音器。
金屬纖維
以金屬或其他合金製成的纖維。早期採用拉細金屬絲或切割滾卷的金屬箔來製造,現已採用熔體紡絲法制取。金屬纖維比重大、質硬、不吸汗、易生鏽,所以不適宜作衣著之用。但可作室內裝飾品、帷帳、掛景等。工業上用作輪胎簾子線、帶電工作服、電工材料等。
此外,尚有石棉纖維、礦渣棉、高矽氧纖維、氧化鋁纖維等其他無機纖維。