석영섬유: 고온 내성, 난연성 및 열 절연성

1. 초록

석영 섬유는 고순도, 고내열성, 낮은 유전율 및 손실로 알려진 고성능 특수 유리 섬유의 한 종류입니다. 항공우주와 같은 하이테크 분야에서 일반적으로 사용됩니다. 지능형 기술로 생성되었습니다.

2. 석영섬유 성능 특성

석영 섬유는 실리카 함량이 높아 고체 석영의 일부 특성과 성능을 유지합니다. 높은 내열성, 고온 및 고주파에서의 전기 절연성, 우수한 화학적 안정성을 나타내며 1050℃ 이하에서 장기적으로 사용할 수 있으며 최대 1700℃까지의 순간 고온을 견딥니다. 인장 강도는 일반 섬유의 3배입니다. 또한 유전율이 가장 낮고 유전 손실 계수가 가장 낮은 광물 섬유로, 1MHz 유전율은 3.70이고 유전 손실 계수는 0.001 미만입니다. 고주파 및 700℃ 이하 영역에서 석영 섬유는 가장 낮고 가장 안정적인 유전 상수와 손실을 유지하면서 강도의 70% 이상을 유지합니다. 항공기 및 우주선의 중요 부품에 대한 구조 보강, 단열 및 파동 투과 재료로 일반적으로 사용됩니다.

3. 준비 과정

엘 석영섬유의 제조방법에는 주로 직접용융인발법, 막대인발법, 졸겔법이 있으며, 이 중 막대인발법은 공업적으로 가장 많이 쓰이는 제조방법이다.

엘 막대 인발 공정은 원료 결정 또는 순수 실리카 분말을 진공 가압 저항로에 넣고 녹인 다음 미세 막대(직경 약 2mm)로 인발하는 것을 포함합니다. 인발하는 동안 먼저 석영 섬유에 습윤제를 적용한 다음 전기 가열 또는 산수소 화염 환경에서 인발하여 직경 약 8μm의 모노필라멘트를 얻습니다. 마지막으로 섬유 가닥을 꼬아서 섬유 ​​원사 또는 직물을 형성합니다.

엘 구체적인 인출 공정은 다음과 같이 간략하게 설명할 수 있습니다. 고온의 액상 석영이 석영 막대의 바닥 끝에서 떨어지고, 인출기는 일정한 회전 속도를 유지하여 섬유를 늘리고 응고시켜 연속 섬유를 형성합니다. "섬유 root"라는 새로운 초승달 모양의 미세 필라멘트가 석영 막대의 바닥에 형성됩니다. 인출 후 단일 섬유의 온도가 크게 떨어지므로 제품 성능에 영향을 미칠 수 있다는 점에 유의해야 합니다.

4. 석영섬유제품 및 응용분야

엘 석영섬유는 석영섬유 원사, 면, 펠트, 천, 슬리브, 숏컷 섬유 등 다양한 제품으로 가공될 수 있습니다. 석영섬유 원사는 항공기 레이돔 안테나 제조에 널리 사용되는 일반적인 제품입니다.

엘 숏컷 파이버는 미리 잘린 고정 길이의 석영 유리 섬유로 만들어집니다.

엘 석영섬유 원사는 고순도 실리카와 천연석영결정을 연속 장섬유로 가공하여 이산화규소2 함량이 99.95% 이상인 제품으로, 최대 1050℃의 고온에서 장기 사용이 가능하며, 유전율과 유전손실이 매우 낮고 안정적이어서 고온 내구성이 뛰어난 우수한 유연성 무기섬유 소재입니다.

엘 석영섬유 천은 석영섬유 원사를 평직, 새틴 능직, 레노직 등 다양한 직조 방법을 통해 서로 다른 두께와 직조의 천으로 짠 것으로, 고온 저항성, 고강도, 저유전율, 저열전도도, 내화성 등의 특성을 가지고 있습니다.

엘 석영섬유면은 결합제가 없는 순수 석영 섬유로 구성되어 있으며, 모양과 배열이 불규칙하여 곱슬곱슬한 모양을 띠고 있어 충전재가 압축되는 것을 방지하고 단열성을 향상시킵니다. 고실리카 섬유면, 세라믹 섬유면, 현무암 섬유면의 좋은 대체재입니다.

5. 석영섬유 강도에 영향을 미치는 요인

엘 섬유 직경과 길이 일반적으로 석영 섬유의 직경이 가늘수록 인장 강도가 높아집니다. 인장 강도는 섬유 길이와 관련이 있으며 길이가 증가함에 따라 상당히 감소합니다. 석영 섬유에 대한 직경과 길이의 영향은 미세 균열 가설로 설명할 수 있습니다. 섬유 직경과 길이가 감소함에 따라 섬유 내의 미세 균열이 그에 따라 감소하여 섬유 강도가 증가합니다.

엘 유리 액체 품질은 석영 섬유의 강도에 영향을 미칩니다. 유리 구성의 불순물이나 누출판 온도의 변동은 섬유의 결정화를 초래할 수 있습니다. 결정화가 있는 섬유는 비정질 섬유보다 약하다는 것이 실무에서 밝혀졌습니다. 게다가 유리 액체의 거품은 섬유 강도를 감소시킬 수도 있습니다.

엘 표면 처리가 강도에 영향을 미칩니다. 연속 드로잉 중에 습윤제를 개별 섬유 또는 묶음에 적용하여 섬유 표면에 보호 필름을 형성하여 섬유를 손상시키고 강도를 감소시킬 수 있는 섬유 가공 중 상호 마찰을 방지해야 합니다. 습윤제를 제거하기 위한 열처리 후 석영 섬유 천의 강도는 상당히 감소하지만 일반적으로 코팅이 섬유를 보호하고 표면 결함을 보상하기 때문에 중간 바인더로 처리하면 회복됩니다.

엘 보관 시간은 강도에 영향을 미칩니다. 석영 섬유의 강도는 주로 공기 중의 수분 침식으로 인해 노화라고 알려진 기간 동안 보관한 후 감소합니다. 따라서 화학적 안정성이 높은 섬유는 강도 감소가 적습니다.

엘 하중 적용 시간은 강도에 영향을 미칩니다. 석영 섬유 강도는 장시간 하중 적용으로 감소하는데, 특히 주변 온도가 높을수록 눈에 띄게 감소합니다. 미세균열에 흡수된 물이 외부 힘에 의해 균열 확장을 가속화하기 때문일 수 있습니다.