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石英玻璃纤维

摘要：石英纤维作为陶瓷类纤维的一种，其应用领域比较广泛，本文

主要从其性能、制作工艺和应用前景去阐述石英纤维。其良好的性能

使其在纤维行业中得到了广泛的发展。目前其制作工艺相对成熟，市

场应用价值高。现阶段我国应大力开发石英玻璃纤维生产技术和产品

种类，推动我国航空、航天、军工、半导体事业的发展。

关键字：性能，制备方法应用发展前景

性能和制备方法

石英纤维是由高纯度二氧化硅和天然石英晶体制成的纤维，因为其原

料的关系，使得其具有良好的物理化学性能。石英纤维的纯度能够达

到99.95%，密度2.2g/cm3。拉升强度为7GPa，具有耐热、耐腐蚀和

柔软性。在一定的高温下，它的强度保持率高、尺寸稳定、抗热震性、

化学性能稳定、透光性以及电绝缘性好。增强用长丝直径4～10μm，

作为石英棉的纤维直径视用途而异，约0.7～10μm。

在生产工艺上，石英纤维制作成本比较高，价格比较贵，它是采取熔

融法制备。在实际生产中，可根据产品的具体要求选用相应高纯度的

石英晶体或纯净的二氧化硅粉料，已降低成本，扩大应用范围。石英

纤维生产方法有三种，（1）将石英棒或管用氢氧焰熔融拉丝，再用氢

氧焰吹管喷吹，制成直径0.7～1μm的石英棉；（2）石英经火焰熔融

后用高速气流形成短纤维及其毡片；（3）将石英丝或棒以恒定速度通

过氢氧焰或煤气火焰，软化后高速拉成长丝。其成型工艺的特点是，

石英玻璃熔体的高温粘度非常高，见图1l-3。纤维成型温度高达

2150℃，成型温度高引发玻璃熔体中二氧化硅的蒸发。试验结果表明，

当温度超过1800℃时，二氧化硅的蒸气压迅速升高，二氧化硅的蒸

发加剧，随着温度的进一步升高，二氧化硅的蒸发愈加剧烈，见表

11-1。成型温度高不但造成二氧化硅的蒸发损失，而且由于二氧化硅

在纤维表面上沉积，降低了石英玻璃纤维的质量。因此，拉线温度不

宜过高，一般控制在2000～2200℃范围内。

表11—3二氧化硅蒸汽压与温度的关系

温度/℃17321798186719111969205321412227

SiO210204060100200400760

用熔融法生产的石英纤维是一种性能优异的陶瓷纤维，但由于价格昂

贵，一般不用作绝热材料。在石英纤维上涂上si和a1可一进一步提.

高其绝热性能。用过的石英纤维制品还可以再生使用，方法是将废石

英纤维绝热制品粉碎，与水和粘结剂混合后成型制成高绝热制品。

石英纤维主要应用是在玻璃上的应用。石英玻璃纤维成型工艺性能见

表11-4。其特点是析晶上限温度高，纤维成型时熔体的粘度高，纤维

成型温度高和纤维成型能力高。石英玻璃属长料性玻璃，其高温粘度

的温度变化率小，因此成型温度的波动对纤维直径的影响很小，只有

在石英玻璃熔体高温急剧蒸发产生很大耗损时才会表现出来。但成型

温度的变化，却直接影响到纤维成型的可能性和拉丝作业的稳定性。

因此，精确控制成型温度十分重要。

表11-4石英玻璃纤维成型工艺性能

玻璃类别纤维成型时熔体析晶上限温度纤维成型温度纤维成型能力

的粘度/Pa·s/℃/℃η/γ*

（Pa·S·M）

/N

石英玻璃E玻璃100010016801130215012001000333

石英玻璃纤维的用途

一、石英玻璃纤维电绝缘性的应用

石英玻璃纤维有着卓越的电绝缘性，它的介电常数和介质损耗系数是

所有矿物纤维中最好的，不仅如此，在高温和高频率下，它的电绝缘

性也表现得非常优秀。再加上低密度（2.g/㎝3）、不吸湿性和优秀的

机械性能，使它成为雷达罩、电磁发射窗口和低介电产品使我首选材

料。目前该产品在这方面主要应用于以下领域：

(1)军事飞