石英纖維是用高純石英或天然水晶為原料制得的一種無(wú)機(jī)纖維,直徑一般為幾微米~幾十微米。
它保持了固體石英的一些特點(diǎn)和性能,是一種優(yōu)良的耐高溫材料,可作為先進(jìn)復(fù)合材料的一種增強(qiáng)相。石英玻璃纖維的SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)99. 9%以上。耐高溫性能比高硅氧纖維高,長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)到1200℃ ,軟化點(diǎn)溫度高達(dá)1700℃,同時(shí)具有高的電絕緣性能,耐燒蝕,抗熱震,優(yōu)良的介電性能和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等。因此,石英纖維在軍事、國(guó)防、航空、航天工業(yè)中有重要用途,可用于制造如火箭噴火口,航天熱防護(hù)裝置等。
化學(xué)性能
石英纖維是指二氧化硅含量高于99.95%以上,絲徑在1-15μm的特種的玻璃纖維,由高純二氧化硅和天然石英晶體制造而成。在化學(xué)性能上,除了氫氟酸和熱磷酸外,其他液態(tài)與氣態(tài)的氫鹵酸和普通酸類及弱堿對(duì)它們都不起作用,同時(shí)也不溶于水和有機(jī)溶劑,但不耐強(qiáng)堿,不適于在強(qiáng)堿性介質(zhì)中應(yīng)用。
力學(xué)性能
新生態(tài)石英纖維的力學(xué)性能見下表,石英纖維原絲浸漬環(huán)氧樹脂膠液制成的試樣,經(jīng)固化后采用無(wú)慣性拉力進(jìn)行測(cè)試,可以知道,新生態(tài)石英纖維由于表面缺陷極少,成型溫度等工藝參數(shù)合理,表面微裂縫等缺陷極少,所以具有很高的拉伸強(qiáng)度,其拉伸強(qiáng)度比E纖維提高76.47%。
介電性能
石英具有優(yōu)良的介電性能,其介電常數(shù)和介質(zhì)損耗在D纖維、E纖維、高硅氧纖維中是最低的,尤其是高頻高溫情況下的穩(wěn)定的介電性能更是其他無(wú)機(jī)纖維所不可能比擬的。
熱學(xué)性能
石英纖維二氧化硅含量非常高,加熱到1649℃也不會(huì)熔融和蒸發(fā)。當(dāng)溫度連續(xù)或長(zhǎng)期溫度超過982℃時(shí),其物理形態(tài)隔熱性能不變,石英玻璃纖維還具有優(yōu)良的抗熱沖擊性能,如將它加熱到1093℃后,迅速投入水中極冷,其物理形態(tài)不發(fā)生任何變化。
石英纖維和其他玻璃纖維,硅酸鋁纖維一樣,熱膨脹呈現(xiàn)出各向同性的特點(diǎn)。但它的熱膨脹系數(shù)最小,僅0.54x10-6/K,D纖維、E纖維、R/S纖維分別是3x10-6/K、5x10-6/K、4x10-6/K。
高硅氧玻璃纖維的熱學(xué)性能取決于其二氧化硅的含量。當(dāng)高硅氧玻璃纖維二氧化硅的含量為98.7-99.1%時(shí),其物理性能和和高溫粘度才接近石英纖維,它加熱到1649℃同樣不會(huì)熔融與蒸發(fā)。當(dāng)溫度連續(xù)或長(zhǎng)期超過982℃,并長(zhǎng)期保溫,就會(huì)有方石英析出,而使纖維變硬發(fā)脆,其物理形態(tài)和隔熱性能不變。
應(yīng)用
1、耐燒蝕材料的增強(qiáng)材料;
2、透波材料的增強(qiáng)材料;
3、保溫隔熱材料;
?。?)石英纖維棉;
?。?)低密度石英纖維氈;
?。?)石英纖維針刺氈;
(4)石英剛性二氧化硅塊材。
4、覆箔板的增強(qiáng)材料。