产品简介
氧化锆晶体与所有的金属氧化物相比,氧化锆具有极高熔点(2715 °C)、极高强度(2.8GPa)、极低蒸汽压(1370°C蒸汽压仅为8×10-12 Torr)、导热系数极小、耐酸碱腐蚀性能好等突出特点,使之成为最好的隔热材料,氧化锆晶体纤维及其棉、布、毯、毡、板、纸等制品也被认为是极好的超高温高档隔热材料。
详细介绍

纤维类别 氧化锆 氧化铝 莫来石 硅酸铝 碳化硅 碳
最高使用 2200 1600 1600 <1400 1600 1700
温度(ºC)
长期使用 1600-1800 <1500 <1400 <1300 1400 1500
温度(ºC)
抗高温 好 好 好 好 差 差
氧化性
高温下耐酸 很强 差 差 差 一般 一般
碱腐蚀能力
根据氧化锆晶体纤维的独特性能,在军工尖端科技领域和民用工业领域都具有广泛的应用前景。主要可应用于:
(1) 航天飞机、航天器用绝热与结构增强材料;如先进航天飞 机的超高温表面绝热材料及特殊防热结构的高性能绝热材料,各种载人飞行器的超高温复合材料,如航天器的前锥体和翼前缘的结构、烧蚀、超高温绝热材料等;
(2) 和火箭发动机内衬和喷管喉部用高温稳定绝热材料;
(3) 通讯卫星高能电池用隔膜、支撑体及空间熔炼炉、原子能反应堆的隔热材料;
(4) 超高温工业窑炉的炉膛、炉体、高温冶金等行业特殊部件或垫片等的隔热材料;
(5) 与许多金属、合金、玻璃复合,制备宽温度范围使用的超强金属基复合材料;
(6) 高温过滤材料;高温化学反应催化剂载体和汽车尾气净化载体等。
自20世纪60年代,美国联合碳化物公司开始致力于氧化锆纤维的研制,英国、苏联、德国、日本、印度等国也随后相继开始研制,我国80年代初也开始了氧化锆纤维的实验室研制。但由于高性能氧化锆晶体纤维的制备是一项世界性的难题, 长期以来仅能获得1~3cm长且强度低的短纤维,大都仅能放在托盘中,稍加震动即可使其变成粉状而难以满足应用要求。自1987年以来,伴随着对超高温复合材料需求的增加以及航天工业发展中碳纤维暴露出高温易氧化、隔热性能差等弊端,氧化锆连续纤维的研究日益受到关注。
1990年代末,在国家项目的支持下,山东大学晶体材料国家重点实验室开展了高强度高温氧化锆连续纤维的攻关研究工作,2002年在国际上首先取得了突破性进展,在实验室获得了连续可纺、抗拉强度可达2.8GPa连续纤维并取得了氧化锆连续纤维的制备方法及设备、用于制备氧化锆连续纤维的烧结炉、有机聚锆前驱体纺丝液甩丝法制备氧化锆纤维棉三项国家发明专利。
通过技术转让合作与绍兴圣诺公司进行了产业化关键技术和设备的中试并获得成功,实现了实验室研究成果向产业化生产的跨越。经国防科学技术大学航天与材料工程学院新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室、国家耐火材料质量监督检验中心、西北工业大学超高温结构复合国防科技重点实验室等机构检测分析,本项专利技术研制的氧化锆晶体纤维棉性能远超过了从美国进口的氧化铝纤维和日本的莫来石纤维。


