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鄒小姐：13326633089 -
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從上世紀(jì)五六十年代開始，無機纖維材料就開始應(yīng)用于各個領(lǐng)域，主要代表就是天然石棉。不過石棉這玩意我們都知道它有致癌的風(fēng)險，于是它理所當(dāng)然地被逐漸淘汰掉了。
那么取代它的材料有什么呢？主要就是碳纖維、氧化鋁纖維、硼纖維和碳化纖維等高性能無機纖維。其中氧化鋁纖維由于具備高強度、高模量、熱導(dǎo)率小、熱膨脹系數(shù)低、抗化學(xué)侵蝕能力、超常的耐熱性和耐高溫氧化性等優(yōu)點，而且原料成本較低、生產(chǎn)工藝簡單，因此具有較高的性價比和商業(yè)價值，在軍事、民用復(fù)合材料領(lǐng)域都受到重視。
多晶氧化鋁纖維和氧化鋁短纖維
從整體上看，氧化鋁纖維的下游需求中雖然有軍工，但有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，軍工端其實是一個較小的市場，約占整體的10%左右，真正占大頭的其實是民用市場，預(yù)計可能會達(dá)到千億級市場規(guī)模。那么到底這90%的市場都會在哪里呢？我們一起來看看。
氧化鋁纖維的民用市場
目前世人對氧化鋁纖維的認(rèn)知中，最響亮的名頭就是“高端耐火材料”，但它的應(yīng)用并不僅限于此。目前氧化鋁短纖維一般用于高溫?zé)岵牧希L纖維則用于增強復(fù)合材料，在治金、機械、電子、陶瓷、化工、航天等領(lǐng)域中都能看到它們的身影。
1、窯爐耐火領(lǐng)域
氧化鋁纖維是一款優(yōu)質(zhì)的耐火材料，具有質(zhì)量輕、熱穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率低以及耐火度較高等優(yōu)異特點，可在鋼鐵工業(yè)、石油化工業(yè)、陶瓷制備業(yè)中的各種爐窯中作護(hù)身襯里的隔熱材料。
氧化鋁纖維隔熱襯護(hù)材料
由于氧化鋁纖維的密度小、絕熱性好、熱容量小，不僅可以減輕爐體質(zhì)量，而且可以提高控溫精度，節(jié)能效果顯著。氧化鋁纖維（多晶莫來石纖維）在高溫爐中使用節(jié)能效果比一般的耐火磚或高溫涂料好，節(jié)能量遠(yuǎn)大于散熱損失量，其原因不僅是因為減少了散熱損失，更主要的是強化了爐氣對爐壁的對流傳熱，從而提高了物料的加熱速度和生產(chǎn)能力。
2、民用航空領(lǐng)域
多晶莫來石纖維是氧化鋁基纖維的主要品種，在結(jié)構(gòu)上主要是以莫來石微晶相的形式存在。與一般氧化鋁基纖維相比，多晶莫來石纖維具有更好的耐高溫性，使用溫度在1500-1600℃，特別是高溫抗蠕變性和抗熱震性均有很大提高，是當(dāng)今國內(nèi)外最新型的超輕質(zhì)高溫耐熱纖維。比如說美國“哥倫比亞”號航天飛機隔熱板襯墊用的是Saffil氧化鋁纖維，它能經(jīng)受1600℃的高溫，這種襯墊會防止熱通過隔熱板之間的間隙進(jìn)入防熱罩內(nèi)。另外，多晶莫來石纖維的加入可以提高陶瓷基本的韌性、增加沖擊強度，在耐熱復(fù)合材料的開發(fā)中發(fā)展很快。
民用航空方面，近年來在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃及政策扶持下，商業(yè)航空產(chǎn)業(yè)基地在國內(nèi)各地興起，伴隨而來的則是氧化鋁纖維生產(chǎn)項目的“伴生”。比如說中國商飛（研制大型民航飛機的國有企業(yè)）在東營經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)建立國內(nèi)首個大數(shù)據(jù)架構(gòu)5G試飛基地的消息一出，看到機遇的山東東珩國纖新材料有限公司便推出了高性能氧化鋁纖維項目，為我國航空產(chǎn)業(yè)添磚加瓦。
3、環(huán)保凈化領(lǐng)域
氧化鋁纖維由于其良好的耐化學(xué)腐蝕、耐高溫性能 可用于環(huán)保和再循環(huán)技術(shù)域，如焚燒電子廢料的設(shè)備——據(jù)調(diào)查，在歷經(jīng)多年運轉(zhuǎn)后氧化鋁纖維仍顯示出其優(yōu)良的抗?fàn)t內(nèi)各種有害物的腐蝕性能。另外氧化鋁纖維還可用于汽車廢氣設(shè)備上作陶瓷整體襯，最大的特點是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
2021年，美國生物再生能源公司Enexor就聯(lián)合田納西大學(xué)發(fā)明了一款以氧化鋁纖維為核心材料的新型高溫陶瓷過濾裝置，被期望用于Enexor公司開發(fā)的生物熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)施。氧化鋁纖維主要起到過濾分離高溫廢氣中的無機顆粒的作用，由于它能夠在承受高溫的同時散發(fā)更少的熱量，因此可以節(jié)約成本，減少能量損失。具體可看《氧化鋁纖維市場前沿：高溫陶瓷過濾》了解。
廢氣顆粒分離過濾選擇氧化鋁纖維
另外，若制成氧化鋁介孔纖維材料，那么在原有的穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好、機械模量高的基礎(chǔ)上，還會因為介孔結(jié)構(gòu)而具有較大的比表面積和規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)，因此化學(xué)活性較高、吸附容量極大，可以用在催化劑、催化劑載體和吸收劑領(lǐng)域。
4、燃料電池領(lǐng)域
基于燃料電池的發(fā)電機，例如使用固體氧化物燃料電池 (SOFC) 的發(fā)電機，在高達(dá)1000℃的溫度下運行。為了滿足這些苛刻的工作條件，燃料電池組件需要使用耐溫能力出眾的材料。
陶瓷纖維和紡織品可以在非常高的工作溫度下具有出色的抗蠕變性和較長的使用壽命，這些高強度的陶瓷制品可以承受啟動和冷卻期間的極端熱循環(huán)。此外，與具有導(dǎo)電性且可在高溫下蠕變的金屬不同，使用纖維增強的陶瓷基復(fù)合材料(CMC)具有電絕緣性高強度和低蠕變，有助于保持電池的穩(wěn)定性。在燃料電池中的一些關(guān)鍵互連線區(qū)域往往要承受極高的溫度，陶瓷纖維編織套管在高溫下具有高電阻，可絕緣并保護(hù)互連線和熱電偶。
5、鋰電隔膜領(lǐng)域
電池隔膜在鋰離子電池實現(xiàn)高功率以及安全性方面起著至關(guān)重要的作用，能夠防止由電極之間的物理接觸而造成的短路現(xiàn)象。為了克服電池隔膜不耐高溫的問題，其中一個有效地方法就是利用無機材料提高其熱穩(wěn)定性以及親液性，從而改善儲能元件的電化學(xué)性能。
近年業(yè)界開始研究使用氧化鋁纖維制備電池隔膜，其優(yōu)勢在于，若使用微米無機氧化鋁纖維，則可提供強度，若使用納米無機氧化鋁纖維，則可提供高比表面積，最終制備出來的無機氧化鋁纖維電池隔膜比表面積大、強力高、柔性好、耐高溫性好，并具有優(yōu)異的阻燃性能。
氧化鋁纖維的民用發(fā)展方向
據(jù)調(diào)查，雖然氧化鋁纖維已經(jīng)成功實現(xiàn)商業(yè)化，但由于我國起步較晚，目前氧化鋁纖維主要的生產(chǎn)廠商基本都在海外，主要的品種有美國Du Pont公司的FP、PRD-166，美國3M公司生產(chǎn)的Nextel系列產(chǎn)品，英國ICI公司生產(chǎn)的Saffil氧化鋁纖維，日本Sumitomo公司生產(chǎn)的Altel氧化鋁纖維等。
3M公司生產(chǎn)的Nextel720結(jié)構(gòu)粗紗
與氧化鋁其他形式的產(chǎn)品相比，能夠產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)氧化鋁纖維的公司數(shù)目之所以少，主要是因為生產(chǎn)難度較高。比如說氧化鋁連續(xù)纖維，上海榕融新材料科技有限公司曾在訪談中提到，其生產(chǎn)工藝需要橫跨高分子膠體、礦物質(zhì)干法紡絲、分子鏈構(gòu)、高溫?zé)Y(jié)晶相化等多學(xué)科，而且各生產(chǎn)環(huán)節(jié)都是非標(biāo)設(shè)備，因此量產(chǎn)工藝設(shè)備的研發(fā)難度很大。目前，氧化鋁纖維的制備方法主要有溶膠-凝膠法、浸漬法、熔融抽絲法、游漿法等。其原料大多為較易得到的金屬氧化物粉末、無機鹽、有機聚合物等，可通過直接從水溶液、溶膠或者其他一些溶劑中紡絲制成，也可以以黏膠絲為載體來制備。
不過解決了生產(chǎn)關(guān)只是一個開始，要真正投入應(yīng)用還需要更多的工作。莫綸（珠海）控股集團有限公司的馬小民總經(jīng)理在訪談中提到，在氧化鋁纖維民用品市場，未來方向?qū)呦蜓趸X纖維的復(fù)合改性，如凈水行業(yè)的抑菌性，充電行業(yè)的易燃性，隔膜行業(yè)的耐受性等。
顯然，越是高技術(shù)的領(lǐng)域?qū)Σ牧系囊缶驮绞歉?。但可惜的是由于相關(guān)資料較少，具體該如何操作小編也無從得知，大家如果有什么想法想分享，也可以聯(lián)系粉體圈仔細(xì)聊聊哦~
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