轻质莫来石纤维隔热板制备技术研究(3)
传统的耐火陶瓷或者耐火砖大多是由粉末或颗粒烧结而成，产品密度大，抗热震性较差，而纤文制品是利用纤文烧结而成，仍然具有热导率低的优点的同时，产品内部疏松，密度小，热胀冷缩造成的开裂现象也会有所缓解，抗热震性也会提高。常见的耐火纤文制品包括纤文纸、纤文毡、纤文毯、纤文板等。
耐火纤文板中硅酸铝纤文板最早出现，株冶公司将其应在回转窑工段的双灰斗、沉降仓顶盖、水套挡板、窑头操作门及布袋收尘室漏斗等处[8]，现在的锅炉中也会用到硅酸铝纤文板，但是由于硅酸铝本身熔点低限制（酸性或碱性环境下，使用温度更低），限制了它们的适用范围，因此恶劣环境下仍然具有良好抗蚀性、高熔点的莫来石纤文板备受关注。表1.1为各种耐火纤文的对比，如下表：
表 1.1 常见耐火纤文性能对比[9]
主晶相 直径(μm) 长度(mm) 最高使用温度(℃) 长期使用温度(℃) 加热线变化(%)
普通硅酸铝 玻璃 2～3 12～250 1260 1000 3.1
高纯硅酸铝 玻璃 3～4 30～40 1300 1100 3.3
含铬硅酸铝 玻璃 1.6～3.2 1480 1300 2.5
高铝 玻璃 1～3 >15 1400 1200 2.5
莫来石 莫来石 2～7 20～50 1500 1350 1.3
1.3 溶胶凝胶法的发展历史
溶胶-凝胶法(Sol-Gel 法，简称S-G 法)溶胶-凝胶法是指在液相中将无机物或金属醇盐混合，然后使其进行水解、缩合化学反应后，在溶液中形成无色透明的溶胶，溶胶经陈化以及缓慢的聚合后便渐渐转变成凝胶，凝胶经干燥、热处理后可制备出分子甚至纳米亚结构的材料[10]。
19世纪中叶，就有有关学者开始利用溶胶和凝胶制备单组份化合物，1846年，J.J.E-belmen发现在潮湿的空气中SIC14与乙醇混合后，发生水解反应并形成凝胶，但这一发现在当时没有引起重视。20世纪30年代，溶胶-凝胶法的可行性得到证实，W.Geffcken利用金属醇盐水解和胶凝化成功制备出氧化物膜。溶胶凝胶法得到广泛的关注[11-13]是在1971年，H.Dislich成功制备出510-BO-AIO-NaO-KO多组分玻璃。1975年B.E.Yoldas和M.Yamane等人通过干燥凝胶，成功得到了整块的耐火材料和氧化铝薄膜材料。20世纪80年代以来，溶胶-凝胶法在制备超导材料、电材料、生物材料、薄膜材料以及高纯玻璃等领域已经得到广泛应用[14]。
1.4 溶胶凝胶法的基本原理
Sol-Gel法的基本反应步骤如下:
1)溶剂化：金属阳离子Mz+吸引水分子形成溶剂单元M(H2O) ，为保持其配位数，具有强烈释放H+的趋势。M(H2O) →M(H2O)n-1(OH)(z-1)+H+
2)水解反应：非电离式分子前驱物，如金属醇盐M(OR)n 与水反应。M(OR)n +xH2O =M(OH)x (OR)n-x +xROH—M(OH)n