隧道窑保温用高铝棉折叠块

耐火陶瓷纤维损毁(粉化)机理

耐火陶瓷纤维是继传统耐火材料和不定型耐火材料之后发展起来的第三代耐火材料。与前两类材料相比，它的耐高温性能和绝热性能更好，质量更轻，保温效果更好。然而，陶瓷纤维在应用上也存在缺点：耐火陶瓷纤维的稳定性较差，抗侵蚀、抗气流冲刷、抗剥落等性能均较差，长期于高温下保露时，会发生析晶和晶粒生长，在加上腐蚀性炉气的侵蚀，气流的冲刷等因素的影响，易粉化脱落。

1、温度对耐火陶瓷纤维粉化的影响

从热力学的角度看，玻璃态的耐火陶瓷纤维处于一种亚稳状态。所以只要在一定的温度条件下加热，纤维内部就会产生质点重排，玻璃态就会转化为结晶态，纤维就会析晶。

900℃                            1100℃

非晶质耐火纤维                    莫来石晶相

析晶                              析晶、晶粒长大

方石英晶相            1300℃      方石英晶粒长大

莫来石晶粒长大        晶粒长大    莫来石量达到最大

当晶粒尺寸长大到与纤维直径尺寸相接近时，纤维内部的结合力将由分子间的化学键结合为主，变为以晶粒间的晶界结合为主。由于晶界结合力较为脆弱，因此将导致纤维脆性的加强，在外力的作用下纤维极易遭到破坏，并最终失去纤维特性。

2、气氛对耐火陶瓷纤维粉化的影响

在还原气氛下，纤维中的SiO₂易与CO和H₂发生下列反应：

SiO₂+CO= SiO  + CO₂ 

SiO₂+ H₂ = SiO  + H₂ O

由于SiO₂被还原成两种挥发性物质，纤维结构遭到破坏，表面粗糙度加大，当纤维内部有莫来石生成时会使遭侵蚀的纤维表面爆裂，从而加速纤维的粉化脱落速度。

3、杂质对耐火陶瓷纤维粉化的影响

耐火陶瓷纤维中存在的一些杂质（如Fe₂O₃、Na₂O、K₂O等）。它们会与其他成分在一个较低的温度下反应生成共熔物，低共熔物的存在破坏了纤维的网络结构，纤维内部的粘度降低，从而使析晶时离子团重排所需克服的析晶活化能降低，析晶温度降低，同时由于低共熔物的存在加速了晶粒的生长。