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连续石英纤维的制备方法有哪些?

发布日期:2021-02-22 10:00:00 作者:admin1 点击:15

连续石英纤维的生产方法目前有三种:棒拉丝法、熔融拉丝法和溶胶-凝胶法。

棒拉丝法首先是将高纯硅石或水晶拉成φ1.8~4mm左右的石英玻璃棒,然后加热熔融石英棒,并从熔融处引丝,集成一束,经过集束轮涂浸润剂,由高速旋转的拉丝机牵引,连续地由排轮卷绕在绕丝筒上,成为连续石英纤维原丝。目前,棒拉丝法按熔制工艺分为两种:气体燃烧加热和电加热。连续石英纤维的生产工艺流程见图1.

水晶原料精选——破碎——提纯处理——熔制拉棒——氢氧焰熔融——精细拉丝——集束家浸润剂——远红外线烘干——捻线——成品纱检验——包装

图1石英纤维生产工艺流程.JPG

2、 坩埚熔融拉丝法

坩埚熔融拉丝法为其炉体由两个相互独立的密封区构成,包括与压力管道相连接的钼制坩埚和真空系统相连接的炉体。生产时,先关上炉盖,先后启动真空泵和扩散泵,将炉体内空气抽到压力为0.25Pa时,通入Ar并维持恒定流量来防止坩埚、发热体和其它部位的氧化。Ar流量用转子流量计调节。石英玻璃装满钼坩埚,Ar通过压力管道、水冷夹头和钼管向坩埚内腔供气,是石英熔体上方保持一定的压力,这酱油利于获得设定的熔体流量和高粘度石英熔体的成型。成型时取下炉体上盖,石英熔体在压力作用下,通过漏嘴流出,在保护气氛中成型,然后进入空气,并卷绕在绕丝筒上。

该工艺的缺点在于成型温度较高,一般控制在2050~2300℃。这样的成型温度加速了坩埚、尤其是漏嘴材料的高温腐蚀率。漏嘴*严重的地方是在石英熔体、金属与Ar的三相界面处,而且由于坩埚和漏嘴的材料不同,高温下将产生化学腐蚀、应力腐蚀以及两者之间热膨胀系数不同可能产生的变形和断裂等问题,限制了坩埚的使用周期,并且难于实现多排孔拉丝工艺生产纤维。因此,工业上以棒拉丝生产石英纤维。

3、 溶胶-凝胶法

溶胶凝胶法是一种新型的成型方法,一般以硅脂为原料,同时加入其它有机酸催化剂,荣誉醇/水中,得到混合均匀的溶液,经醇/水解和聚合反应得到溶胶,浓缩的溶胶达到一定捻度时进行纺丝,随后进行热处理得到石英玻璃纤维。该技术的关键是胶体的制备、纤维的成型以及凝胶纤维的热处理。由于该方法所用的原料的纯度高,溶剂在处理过程中容易去除,因袭,该方法可以生产纯度极高的石英纤维。日本AFG公司于20世纪90年代中期,采用该方法生产的石英纤维纯度可达到99.999%