氧化鋁纖維
氧化鋁纖維主要成分為氧化鋁（Al2O3），輔助成分有SiO2、B2O3、MgO等。氧化鋁纖維作為高性能無機纖維中的一種，又分為氧化鋁短纖維、氧化鋁晶須以及氧化鋁連續纖維，可廣泛用作高溫耐火材料、復合材料的結構增強材料。其中，氧化鋁短纖維可用于高端窯爐內襯、汽車三元催化器的襯墊中；氧化鋁連續纖維在新能源、復合材料等領域展現出獨特的應用價值，使用其制備的增強聚合物復合材料具有透波性好、質量輕的特點，有望在電路板、電子器械、雷達罩和電池等工具或器件中得以應用。據已經實現氧化鋁纖維產業化的莫綸（珠海）控股集團有限公司的創始人馬小民介紹，氧化鋁纖維材料的需求端包括軍工和民品。軍品端是一個較小的市場，占整體市場空間的10%以下，更多的市場在于民品端，將達千億級市場規模。目前全球氧化鋁纖維市場主要由國外企業壟斷，尤其是美國企業占據主導地位，如美國DuPont公司、美國3M公司等，另外日本三菱公司、英國ICI公司等也占據一定的市場份額。
國外廠家的氧化鋁纖維物理性能
氧化鋁纖維與氧化鋯纖維、碳化硅纖維、碳纖維等無機纖維皆是國家重點發展的軍備材料，屬國家重點需求材料。歐美發達國家將其作為戰略儲備材料，對我國進行技術封鎖，部分產品禁售，非禁產品進行高價、限量銷售。我國早年因為人力和物力投入較少、相關技術發展滯后等原因，氧化鋁連續纖維的研發及生產技術水平與國際先進水平的差距較大。我國在耐高溫新材料領域起步較晚，幾乎從2000年之后才開始進行連續纖維的研發，而部分發達國家在20世紀70年代已經實現量產。
氧化鋁纖維制備工藝有哪些？
01
溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法是制備高純度且均勻的Al2O3纖維最通用的方法之一，通過控制前驅體溶膠的粒徑、采用較低的煅燒溫度即可得到均勻的Al2O3纖維，該方法通常選用異丙醇鋁、羧酸鋁、硝酸鋁及氯化鋁等作為前驅體。
山東東珩國纖新材料氧化鋁短纖維產品
02
卜內門法
將有機鋁鹽和其他添加劑在一定條件下混合，使之成為一定粘度的粘稠溶液，然后再與一定量的水溶性有機高分子、含硅氧化聚合物等混合均勻，形成可紡粘液，經過紡絲、干燥、燒結等處理，即得到氧化鋁纖維。卜內門法難以得到連續長纖維，其產品多為短纖維形式。
03
熔融抽絲法
熔融抽絲法是1971年美國TYCO研究所開發的一種制備單晶α-Al2O3纖維的方法，通過在高溫下向Al2O3熔體內插入鉬制細管，利用毛細現象，熔融液剛好升到毛細管的頂端，然后由頂端緩慢向上拉伸得到α-Al2O3連續纖維。此方法可以制得形狀較為復雜的連續纖維，但產品性能不易控制，纖維質量較差。
04
浸漬法
采用無機鋁鹽作為浸漬液，親水性能良好的粘膠纖維作為浸漬物基體纖維。在一定條件下將其混合均勻，無機鋁鹽以分子狀態分散于基體纖維中，經過浸漬、干燥、燒結、編織等步驟可以得到形狀復雜的氧化鋁纖維。浸漬法易于形成含鋁纖維，并可以制成形狀復雜的纖維產品，但成本較高，工藝較為繁瑣，產品性能不易控制，形成的纖維質量較差。
05
預聚合法
預聚合法先將烷基鋁和其它添加劑在一定條件下聚合，形成一種鋁氧烷聚合物，將該聚合物溶解在有機溶劑中，加入硅酸酯或有機硅化合物，再對該混合物進行濃縮處理成可紡粘稠液，再經過干法紡絲成先驅纖維，分別在600℃和1000℃進行熱處理，得到微晶聚集態連續氧化鋁纖維。該方法的紡絲性能好，易于得到連續長纖維。日本往友化學公司采用預聚合法生產氧化鋁纖維，先用烷基鋁和水在一定的條件下聚合成鋁氧烷化合物，將其溶解在有機溶劑中，再加入硅酸酯或有機硅化合物，將混合物制成可紡粘稠液，經紡絲，干燥，燒結生產出氧化鋁纖維。
06
淤漿法
淤漿法是以Al2O3粉末為主要原材料，加入分散劑、流變助劑、燒結助劑等，在一定條件下制成可紡混合物，再經過擠出成纖、干燥、燒結等步驟制備Al2O3連續纖維。該方法為了防止氣體揮發時體積收縮過快導致纖維破裂，生產的漿料在燒結前需要進行干燥處理，并選擇適當的升溫速率。
氧化鋁纖維應用領域有哪些？氧化鋁纖維應用領域有哪些？
Al2O3纖維兼具耐高溫、低導熱系數、抗壓強度高、拉伸強度高、質輕及生物相溶性好等優異特性，其在結構增強、高溫隔熱、吸附過濾及生物醫學等領域表現出極強的競爭優勢。
01
結構增強復合材料
近年來，增強金屬基復合材料性能的研究及應用引起了許多工程界的關注，而無機金屬在增強材料方面有其獨特性。由于Al2O3纖維與有機基體間具有較小的界面反應，其復合材料制品的機械性能、硬度及耐磨性會得到進一步的改善。
02
高溫隔熱材料
Al2O3纖維在高溫下具有優異的抗氧化性能，能夠在高溫使用過程中保持較高的抗拉強度，相較于碳化硅纖維其原料成本較低。此外，Al2O3纖維表面活性較高，具有質量輕、耐高溫、熱膨脹系數小、抗熱震性能好等優點，被廣泛應用于航空航天高溫隔熱領域。
03
吸附過濾材料
Al2O3纖維具有輕質、過濾阻力低、熱穩定性好、過濾效率高等優點，常被用作吸附過濾材料，在環境領域具有重要的應用價值。
04
生物醫學材料
當Al2O3纖維尺寸減小到微米甚至納米級別時，其在生物醫學領域也有了一些應用，將其與無毒且良好生物相容性的聚合物復合可用作傷口愈合材料、組織支架材料，協助骨再生過程等。另外Al2O3復合材料在牙修復領域也有著廣泛應用。
