一、什么是石英纖維

  石英纖維是一種白色、柔軟、具有光澤可編織的細(xì)絲，它具有優(yōu)良的理化性能，是一種高性能無(wú)機(jī)纖維材料。石英纖維是由高純二氧化硅石英石經(jīng)高溫熔融后拉制而成的絲徑在1-15μm的特種玻璃纖維絲，具有和高的耐熱性，可以在1050℃的高溫下長(zhǎng)期使用，在1200℃左右的溫度下作為燒蝕材料使用。石英纖維的熔點(diǎn)在1700℃，耐溫性僅次于碳纖維，同時(shí)由于石英纖維有著卓越的電絕緣性，它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗系數(shù)是所有礦物質(zhì)纖維中*好的。

二、石英纖維的生產(chǎn)工藝

  石英纖維一般是由純的天然的水晶提煉加工成熔融石英玻璃纖維棒拉制而成，絲的純度為SiO2＞99.99%。在拉制過(guò)程中，加熱的方式有氫氧火焰法和等離子體法，根據(jù)用途的不同，涂覆相應(yīng)的浸潤(rùn)劑。

石英纖維生產(chǎn)方法有三種：

（1）將石英棒或管用氫氧焰熔融拉絲，再用氫氧焰吹管噴吹，制成直徑0.7~1μm的石英棉；

（2）石英經(jīng)火焰熔融后用高速氣流形成短纖維及其氈片；

（3）將石英絲或棒以恒定速度通過(guò)氫氧焰或煤氣火焰，軟化后高速拉成長(zhǎng)絲。其成型工藝的特點(diǎn)是，石英玻璃熔體的高溫粘度非常高。

  石英纖維原絲經(jīng)過(guò)后續(xù)不同的加工方式可以制成石英纖維無(wú)捻紗、有捻紗、纖維布、纖維套管、短切纖維、纖維棉、纖維氈等一系列產(chǎn)品。

2.1化學(xué)成分分析

  從表1可看出，石英纖維的成分基本上就是高純石英玻璃的成分，其性能就十分接近高純石英玻璃的性能，石英玻璃性能見(jiàn)表2。

2.2 優(yōu)越的電絕緣性能 

  石英纖維有著優(yōu)越的電絕緣性,它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗系數(shù)是所有礦物纖維中*好的。石英玻璃纖維介電常數(shù)、介質(zhì)損耗系數(shù)和頻率的關(guān)系見(jiàn)圖2、3。

2 石英纖維具有優(yōu)越的電絕緣性能 

  石英纖維有著優(yōu)越的電絕緣性,它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗系數(shù)是所有礦物纖維中，石英纖維的介電常數(shù)、介質(zhì)損耗系數(shù)和其他纖維的比較見(jiàn)表3

2.3  優(yōu)良的機(jī)械性能 

  石英纖維的抗拉強(qiáng)度是普通玻璃纖維的3倍,它和玻璃纖維的抗拉強(qiáng)度、抗拉模量和斷裂伸長(zhǎng)率比較見(jiàn)表4。 

  石英纖維和其他纖維預(yù)浸環(huán)氧樹脂后的抗拉強(qiáng)度、抗拉模量比較見(jiàn)表5

  石英纖維、凱芙拉纖維、玻璃纖維和環(huán)氧樹脂做成的復(fù)合材料的耐壓強(qiáng)度、抗剪切強(qiáng)度、抗彎曲強(qiáng)度比較見(jiàn)表6

2.4  極其優(yōu)越的耐溫性能 

  石英纖維的軟化溫度為1700℃,一般的石英玻璃纖維能在600~1050℃長(zhǎng)期使用,當(dāng)溫度高于1600℃,石英玻璃纖維開始升華,這是一種吸熱反應(yīng)來(lái)消耗熱能,利用這種性能,可用作宇航飛船和洲際導(dǎo)彈返回大氣層的燒蝕材料。另外,在高溫下,石英玻璃纖維不會(huì)像高硅氧纖維那樣會(huì)收縮,在1000℃燒烤1000h后,石英玻璃纖維的損失不大于1.5%。 

三.、石英纖維的用途 

3.1  石英纖維電絕緣性的應(yīng)用 

  石英纖維有著卓越的電絕緣性，它的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗系數(shù)是所有礦物纖維中*好的，不僅如此，在高溫和高頻率下，它的電絕緣性也表現(xiàn)得非常**。再加上低密度（2.2g/㎝3）、不吸濕性和**的機(jī)械性能，使它成為雷達(dá)罩、電磁發(fā)射窗口和低介電產(chǎn)品使我**材料。目前該產(chǎn)品在這方面主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 

(1)軍事飛行器的雷達(dá)罩, 包括各種戰(zhàn)斗機(jī)和先進(jìn)的導(dǎo)彈。  

(2)民用飛行器的雷達(dá)罩。    

(3)干擾電磁發(fā)射窗口。   

(4)通信和電視衛(wèi)星的雷達(dá)罩。   

(5)無(wú)人駕駛的飛行器和潛水艇等。 

(6)用于超級(jí)計(jì)算機(jī)的高頻電路板和低膨脹率的電路板。

3.2  石英纖維耐溫性的應(yīng)用 

  石英纖維優(yōu)越的耐溫性是因?yàn)?/span>SiO2固有的耐溫性決定的，一般石英玻璃纖維能長(zhǎng)期在1050℃使用，短期可在1200℃作為燒蝕防護(hù)材料使用，在高溫下，石英玻璃不會(huì)收縮。另外高純石英纖維有著很低的膨脹系數(shù)和優(yōu)越的抗溫度劇變的能力。目前該產(chǎn)品在這方面主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

(1)宇航飛船發(fā)動(dòng)機(jī)周圍的耐熱輔助設(shè)施，包括防火電纜、隔熱墻防火罩等。 

(2)宇航飛船發(fā)射臺(tái)的防火保護(hù)系統(tǒng)。     

(3)宇航飛船推進(jìn)器的隔熱層。    

(4)宇航飛船進(jìn)返回大氣層的燒蝕材料。

(5)宇航飛船飛時(shí)的隔熱燒蝕墊。    

(6)宇航飛船機(jī)身的防火層。 

(7)導(dǎo)彈和火箭推進(jìn)器的隔熱燒蝕材料。  

(8)石棉和陶瓷纖維的替代產(chǎn)品。   

(9) 半導(dǎo)體行業(yè)中的保溫材料。 

(10)汽車和重型卡車變速器高溫尾氣排放管的隔熱材料。  

(11)保險(xiǎn)絲的保護(hù)套。    

(12)拉制光纖時(shí)的隔熱材料。  

(13)熱氣體的過(guò)濾材料。

(14)熱電偶的保護(hù)套。