陶瓷纤维是由天然或人造无机物采用不同工艺制成，或由有机纤维经高温热处理转化而成的纤维状物质，除具有优异的力学性能外，还具有抗氧化、热稳定性好等优点，具有广阔的应用前景。

陶瓷纤维是一个“小众”应用的纤维产品，传统的陶瓷纤维主要利用其质轻耐高温、导热率低及比热小的特点。广泛应用于各种窑炉、烘箱、马弗炉制作，还有部分应用于过滤布袋、隔热板、保温材料等用途。目前大家比较熟知的陶瓷纤维：硅酸铝纤维、莫来石纤维及氧化铝纤维等，就是比较传统的陶瓷纤维,但是除了传统的陶瓷纤维外，还有先进陶瓷纤维：石英纤维、碳化硅纤维、氧化锆纤维、氮化物纤维等等，主要用于航空航天、石油、化工等领域。

陶瓷纤维制品是以石英砂为原料，通过高速旋转或电炉熔融、干燥而制成的无机板材，具有良好的耐腐蚀、耐冲击、抗酸碱、防火等特性。

陶瓷纤维的种类和特点

1·碳化硅纤维：

碳化硅纤维的最高使用温度达1200℃，其耐热性和耐氧化性均优于碳纤维，在最高使用温度下强度保持率在 80%以上，化学稳定性也好。从形态上分有晶须和连续纤维两种。

国内新型连续化SiC纤维产品，纤维平均直径12μm，室温弹性模量280GPa，平均拉伸强度3.3GPa。

2·氮化硅(Si3N4)纤维：

氮化硅纤维是一种耐高温、高强度陶瓷纤维，其化学式为Si3N4，在氧化性气氛中，其最高使用温度为1300℃；在非氧化性气氛中，其最高使用温度1800℃。拉伸强度和弹性模量分别可达到1000MPa和300GPa，热膨胀系数低，磨损抗力优良，主要用来增强金属和陶瓷。

3·硅碳氮(SiCN)纤维：

硅硼氮碳(Si-B-N-C)陶瓷纤维高耐温、高强度、室温下的强度大于250GPa的弹性模数和0.4～1的蠕变值m(使用标准BSR试验,1小时,1400℃)，是一种兼具耐高温性、抗高温氧化性、抗蠕变性、高强度、吸波等优点于一身的新型结构/功能一体化陶瓷纤维。

4·硅酸铝纤维：

硅酸铝纤维形状和颜色同棉花相似，是一种非晶体陶瓷纤维，主要由氧化铝和二氧化硅组成，有时还含有少量的氧化铁、二氧化钛、氧化钙等物质。根据组成物质及含量的不同，可分为四类：标准(普通)硅酸铝纤维、高纯硅酸铝纤维（莫来石纤维）、高纯含铝硅酸铝纤维和高纯含锆硅酸铝纤维。

具有优良的绝热特性，耐酸、碱腐蚀性好，具有优良化学稳定性。电绝缘体、吸声性好，对500Hz以上中、高度波可吸收80%以上。通常在800℃以上使用。具有优良的绝热特性，耐酸、碱腐蚀性好，电绝缘性、吸音性好，对500Hz以上中、高波可吸收80%以上。

莫来石纤维是一种多晶结构的纤维（纤维中Al2O3含量在72%-75%之间）主晶相为莫来石微晶，作为氧化硅和氧化铝二元体系中唯一的稳定相，其活性低，再结晶能力较差，因此莫来石纤维具有较好的耐高温性能，使用温度在1500—1700℃，但当温度高于1500℃时，其晶粒也会长大，使其丧失高温力学性能，当温度达到1830℃左右时，会迅速分解为氧化铝和液相。

5·石英纤维：

石英纤维是指杂质含量低于0.1%，纤维直径在0.7-15μm的高纯度特种二氧化硅玻璃纤维。其具有很高的耐热性，长期稳定的使用温度为1050℃，瞬间耐温高达1700℃，但是在600℃时强度开始下降。

纤维保持了固体石英的部分性能和特点，是一个良好的耐高温材料，也是作为先进复合材料的增强体。石英纤维的纯度＞99.9%，这使得纤维具有抗烧蚀性强、耐温性好、导热率低，而且化学稳定性高，介电性能也非常优良。

6·氧化铝纤维：

氧化铝纤维是一种多晶陶瓷纤维，具有长纤、短纤、晶须等多种形式。它以Al2O3为主要成分，有时会含有一定量的添加剂，如二氧化硅、氮化硼、氧化锆、氧化铁、氧化镁等。氧化铝短纤维主要用于高温绝热材料，长纤维用于增强复合材料，晶须则具有较高的强度和一些特殊的磁学、电学、光学性能，应用于功能材料之中。

氧化铝纤维与金属基体的浸润性好，界面反应较小，其复合材料的力学性能、耐磨性、硬度均有提高，热膨胀系数降低，可用作树脂基纤维增强复合材料制品；耐化学腐蚀好，氧化铝纤维由于其良好的耐化学腐蚀性能可用于环保和再循环技术领域。

7·氧化锆纤维：

氧化锆（ZrO2）是高熔点的金属氧化物，相对分子量为123.22，具有很高的熔点（2650℃）和化学惰性。氧化锆纤维具有很好的高温性能，在温度高达2480℃时仍可保持其纤维形态，1400℃左右仍具有可绕性。氧化锆纤维使用温度可达氧化铝的熔点以上，最高可达2200℃，氧化锆纤维材料不仅适用于氧化气氛，而且可在还原气氛和真空下使用。

氧化锆纤维棉采用溶胶-凝胶法制备，纯度（ZrO2+稳定剂）≥ 99.5%，是唯一能满足1600℃以上在超高温氧化气氛下使用的轻质多晶质耐火纤维材料。其熔点2713℃、使用温度高、隔热性能好、高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震性好、不挥发、无污染等特性。

陶瓷纤维的制备方法

1.物理成型方法

熔融纤维化法：将原料熔融后用喷吹法或甩丝法形成纤维。

喷吹法：先用电阻炉将原料熔融成高温熔融物，经由高温流口形成细流，用高压空气喷收，在高速空气的作用下，熔融液体分散成粒子，在粒子之间形成纤维。

甩丝法：利用甩轮高速旋转的离心力将高温熔融液体形成纤维。

2.基体纤维溶液浸渍法

基体纤维多为亲水性好的粘胶丝纤维。基体纤维溶液浸渍法是采用无机盐溶液浸渍基体纤维，然后烧结除去基体纤维而得到陶瓷纤维。纤维强度主要取决于纤维的孔隙率和金属氧化物晶粒的大小，此法较简单，易于推广。

除此之外，还可以用化学气相沉积法、化学气相反应法以及前驱体转化法等制备。

陶瓷纤维的应用

陶瓷纤维广泛应用于各种窑炉、烘箱、马弗炉制作，还有部分应用于过滤布袋、隔热板、保温材料等用途。目前大家比较熟知的陶瓷纤维：硅酸铝纤维、莫来石纤维及氧化铝纤维等，就是比较传统的陶瓷纤维,但是除了传统的陶瓷纤维外，还有先进陶瓷纤维：石英纤维、碳化硅纤维、氧化锆纤维、氮化物纤维等等，主要用于航空航天、石油、化工等领域。

陶瓷纤维制品用途可以分为两大类：一类是建筑装饰方面的用途，一类是设备上的用途。

一、建筑行业：陶瓷纤维制品广泛用于建筑物外立面装修、屋顶装饰、外墙内墙装饰、屋顶加层材料等。

二、电力工业：陶瓷纤维材料用于燃煤电厂，它可以有效地防止热量和蒸汽管道引起火灾，提高其耐腐蚀性能及高温强度，有效地避免电力设备产生大量热量，提高运行效率。

三、电子行业：陶瓷纤维材料具有高强度、低导热、耐腐蚀、高导电、抗静电、使用寿命长达30年等特性，广泛应用电子、半导体、化工、机械设备等行业。

四、化工行业：陶瓷纤维材料导热系数低，吸水率小，导热系数只有普通保温板的10%，比同等导热系数的保温材料高出20倍，并不含水分，比较适用于高温设备和仪表间隔热。

五、航空航天工业：航空航天领域是陶瓷纤维材料应用最广泛的领域之一，陶瓷纤维材料具有良好的耐高温、耐腐蚀、高强度、耐磨性能，适用于航天器外壳、防弹玻璃、雷达罩，同时，陶瓷纤维材料也广泛应用于航空航天工业中，例如：航空航天仪表支架、仪表框架、控制杆和阀门等。

六、汽车制造业：传统汽车零件大多采用金属材料，而陶瓷纤维毯材料却可以降低零件的重量，汽车工业要求更轻，强度更高，尺寸更大，适用于不同结构形式，可实现更大的变形能力。