衡稳晶体混合物构架偏转的研讨

　　成纤胶体的制备多晶氧化铝纤维的成纤胶体是以金属铝为原料，先制成称为母液的聚合氧化铝溶液，添加适量的硅溶胶和成纤助剂，经浓缩而成。母液的制备需控制合适的铝氯比。铝氯比过大或过小均影响胶体的质量<1，2>。

　　影响胶体成纤性能的主要因素是可纺性（或称可拉丝性）和粘度<3>。可纺性虽与粘度有关，但研究开发耐火材料并不等同<4>。要使胶体具有良好的可纺性，必须添加合适的成纤助剂。助剂基本上有两大类。一类可提高胶体的可拉丝性，这类物质是天然植物胶或高分子聚合物。另一类可改善胶体的流变性能，主要是有机酸，醇类或表面活性剂<57>。原配方中采用乙酸，而乙酸使纤维发脆。因此，筛选出了高分子聚合物P和含有机酸L的复配添加剂，作为成纤性能改良剂，获得了明显的效果。此复配添加剂使胶体具有良好的流变性和优异的拉丝性，极大地提高了胶体的稳定性和成纤性。当温度保持25密闭保存（防止水分蒸发）时，经连续测试，胶体粘度变化率<0.01（Pas）d-1，并且对温度的敏感性极强，在一定范围内具有可逆性。

　　18个月的放置试验表明，即使胶体水分蒸发干涸后，加水溶解（不必加热），成纤性能不变。新配方胶体由于其极好的拉丝性，适宜成纤粘度仅为原添加乙酸的胶体的1/81/10，且纤维柔软。甩丝盘不易堵塞，连续工作时间长。高分子聚合物P的存在不仅可提高胶体的拉丝性，同时还具有保护胶体的作用，将无机大分子胶粒分隔包围，减缓了无机胶体的后聚合速度，从而增强了胶体粘度的稳定性。

　　有机酸L与乙酸性质不同。乙酸可与母液反应生成乙酸铝，减弱了其作为流变剂的作用。有机酸L则不易与铝盐起反应。该复配添加剂不但稀释作用强，而且具有一定的表面活性，其亲水基与无机大分子胶粒结合，包围在胶粒分子骨架的外界面上，而方向朝外的疏水基起滑润作用，可显著改变胶体的流变性。

　　另外，新配方胶体宜采用低温减压法制备，如果仍采用原常压高温法制备，在制胶过程中，表面易结皮，锅底易焦糊，这大大地降低了胶体的质量，且出胶率低，降低原材料的利用率。

　　工艺原热处理工艺是600后自然冷却约2h，然后直接进行1250以上的高温处理。这种热处理制度被认为可以减缓晶粒的长大，因为小晶粒纤维的强度较高。但是，实际生产的纤维质量极不稳定，粉化严重，且时有发黑、发黄现象，产生大量废品。为了探明这种热处理方式使纤维质量不稳定的原因，我们设计了从3min-1至100min-1多种升温速度，并反复试验，总不能获得满意的结果，且试验结果无法重复。很显然，这种热处理工艺的纤维终质量是由偶然因素决定的。这些偶然因素是由600以前的热处理程度冷却时的各种环境因素影响及1250以上热处理情况的各种随机组合构成的。所以，试验结果无法预测，亦无法重复。

　　纤维坯体是由胶体细流拉伸后，挥发掉部份水分凝胶化的结果，其中仍含有大量水分。在热处理的阶段（干燥段）是除去其残存的大量游离水分，此阶段发生在200以前。凝胶纤维开始化学分解，挥发出HCl和结构水。有机碳的氧化发生在更高的温度段，此段宜在较低氧分压条件下进行。因为过多的氧使有机碳氧化速度过快，而破坏纤维的外形结构，出现粉化。所以，该阶段可采取保护性气氛或采用炉内为正压的自保护性气氛。自保护性方式以箱式炉为好，隧道窑则应使窑内有足够多的纤维，才能形成自保护性气氛。对于含95Al2O3的纤维好采用通保护气体的方式生产。产品检验结果根据以上研究结果，对原生产线进行了改造。使产量比改造前提高5倍，原料利用率提高到85以上。

　　结论（1）新配方新工艺胶体粘度稳定，成纤性好。（2）纤维的热处理必须经历先完全形成低温晶相，再逐步转化为高温晶相的过程。不能采用中途冷却法来控制晶粒大小。（3）适当提高甩丝盘的线速度，不但可以降低纤维直径，还可以采用狭缝式甩丝盘，避免堵塞，从而真正达到连续化生产。