微球硅酸铝凝胶:首先是硅酸钠与硫酸反应生成硅酸,硅酸很不稳定,很快聚集成粒子变成溶胶,溶胶胶凝就变成水凝胶。 Na2O·mSiO2 + H2SO4 = Na2SO4 + mSiO2 + H2O 其中m为模数,一般在3,0~3,3之间。
制造含铬硅酸铝纤维的基本原理是基于Cr2O3能改善A12O3-SiO2系玻璃相的性质,抑制玻璃相析晶,并能阻止晶粒长大。Cr2O3还能阻止纤维间的烧结作用,提高纤维的使用温度。中国从1977年开始研制,1981年批量生产。
含铬硅酸铝耐火纤维的生产工艺与高纯硅酸铝耐火纤维基本相同。采用工业氧化铝、硅石、三氧化二铬(Cr2O3>98%)作原料,按一定的比例配料、混合、制成团块、用电炉熔化,喷吹法成纤。
含铬硅酸铝耐火纤维的基本性能为:A12O3+SiO2+Cr2O3大于99%(其中Cr2O33%~6%),Fe2O3小于0.3%,K2O+Na2O小于0.4%。纤维直径2~6μm,渣球含量小于5%,加热线收缩(1400oC,6h)2.8%~3.3%,热导率(热面温度1000℃,冷面温度559℃)0.093W/(m•K)。
含铬硅酸铝耐火纤维的最高使用温度为1400℃,长期使用温度为1200℃。当在1200℃以上使用时,Cr2O3的挥发速度加快,易失去Cr2O3的作用。在1375℃加热保温25h,完全析晶,平均晶粒尺寸为0.3μm,保温100h,晶粒长大至0.5μm。析出的晶体多数为莫来石,少量方石英。方石英在加热和冷却过程中发生晶形转变,使纤维结构破坏。Cr2O3挥发物对人体有害,因此,含铬纤维已逐渐被其他高温耐火纤维代替。