無機纖維

無機纖維是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。

無機纖維

正文

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 用玻璃熔體拉製成的纖維。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製造: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厘米長度的短纖維,即玻璃棉。如從快速鏇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、輪胎帘子線、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/厘米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、耐濕性、不燃性、耐化學腐蝕性、抗霉、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帘子線和傳送帶,在火箭技術、太空衣和人造衛星外殼等方面也得到廣泛的套用。
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、噴氣式飛機機翼和飛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/厘米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太空衣和防火服外,常與金屬材料或塑膠製成增強複合材料,用作航空、太空飛行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,絕緣性能好。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台的消音器。
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製取。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。工業上用作輪胎帘子線、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。

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纖維材料

名稱 簡介
天然纖維 天然纖維是自然界原有的或經人工培植的植物上、人工飼養的動物上直接取得的紡織纖維,是紡織工業的重要材料來源。全世界天然纖維的產量很大,並且在不斷增加,是紡織工業的重要材料來源。
無機纖維 無機纖維 (inorganic fiber)是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、金屬纖維等。
玻璃纖維 玻璃纖維(英文原名為:glass fiber或fiberglass )是一種性能優異的無機非金屬材料,種類繁多,優點是絕緣性好、耐熱性強、抗腐蝕性好,機械強度高,但缺點是性脆,耐磨性較差。它是以玻璃球或廢舊玻璃為原料經高溫熔制、拉絲、絡紗織布等工藝製造成的,其單絲的直徑為幾個微米到二十幾個微米,相當於一根頭髮絲的 1/20-1/5 ,每束纖維原絲都由數百根甚至上千根單絲組成。玻璃纖維通常用作複合材料中的增強材料,電絕緣材料和絕熱保溫材料,電路基板等國民經濟各個領域。
合成纖維 合成纖維是將人工合成的、具有適宜分子量並具有可溶(或可熔)性的線型聚合物,經紡絲成形和後處理而製得的化學纖維。通常將這類具有成纖性能的聚合物稱為成纖聚合物。與天然纖維和人造纖維相比,合成纖維的原料是由人工合成方法製得的,生產不受自然條件的限制。合成纖維除了具有化學纖維的一般優越性能,如強度高、質輕、易洗快乾、彈性好、不怕霉蛀等外,不同品種的合成纖維各具有某些獨特性能。
化學纖維 化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料,經過製備紡絲原液、紡絲和後處理等工序製得的具有紡織性能的纖維。
人造纖維 人造纖維的形狀和用途,分為人造絲、人造棉和人造毛三種。重要品種有粘膠纖維、醋酸纖維、銅氨纖維等。

無機非金屬材料

材料與我們的生活息息相關,一般材料可以分為金屬材料、無機非金屬材料、有機材料和複合材料四大類,而無機非金屬材料更是在我們的生活中扮演著重要的角色。玻璃、水泥、陶瓷、耐火材料、半導體材料、絕緣材料……這些材料在建築、醫學、日常生活常常見到,還有一些新型無機非金屬材料也慢慢地滲入到方方面面。這此任務就是搜尋這些不同的無機非金屬材料。

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