多晶氧化铝纤维是近年来出现的新型耐火纤维材料。目前，商用的耐火材料级多晶氧化铝纤维主要化学成分为Al2O3和SiO2，根据Al2O3含量的不同，可分为72（Al2O3含量72%，下同）、80和95三种型号。其中95多晶氧化铝纤维理论使用温度最高。中钢集团洛阳耐火材料研究院的研究人员以结晶氯化铝、金属铝粉和硅溶胶为主要原料，通过溶胶-凝胶法制备95多晶氧化铝纤维，甩丝法成纤，主要研究了成纤助剂的加入量、胶体黏度和热处理温度对纤维性能的影响。
    试验原料有：金属铝粉（w(Al)＞99.5%）、结晶氯化铝（w(AlCl3•6H2O)＞99.5%，w(Fe2O3)＜0.025%）、酸性硅溶胶（w(SiO2)=25%）、聚乙二醇（PEG，化学纯）。
    胶体制备：搅拌过程中将铝粉分批加入热的结晶氯化铝水溶液中，制备出聚合氯化铝母液，再将该母液和硅溶胶按w(Al2O3)∶w(SiO2)=95∶5比例混合，分别加入质量分数为1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%（与胶体中Al2O3+ SiO2的比例）的PEG，减压蒸馏，制备出黏度分别为22、26、30、34、38 Pa•s（30 ℃测定）的甩丝胶体。
    在圆筒型成纤罩内进行胶体甩丝，甩丝过程中控制热风温度为80 ℃，甩丝盘转速为5 000 r•min-1。将同一批甩丝得到的凝胶纤维按预定的烧成制度分别加热至1 000、1 100、1 200、1 300、1 400 ℃，并保温1 h烧成。采用纤维细度仪测试纤维烧成后的平均直径，采用纤维强力仪测试烧后纤维的平均单丝拉伸强度，每种样品取100根。采用X射线衍射仪测定不同温度烧后纤维的相组成，比表面积测试仪测试纤维的比表面积，并通过SEM观测纤维热处理后的表面形态。
    研究结果：（1）PEG加入量和胶体黏度对95多晶氧化铝纤维烧成后的平均直径和强度有显著影响，最佳条件为PEG加入量4%、胶体黏度30 Pa•s，此时纤维的平均直径为3.7 μm，强度＞800 MPa。（2）纤维的单丝拉伸强度随烧成温度的上升而下降，烧成温度为1 000~1 100 ℃时，纤维的相组成主要为δ-Al2O3和θ-Al2O3，此时强度＞800 MPa；烧成温度为1 200 ℃时，α-Al2O3明显出现，纤维的强度大幅下降；烧成温度达到1 300 ℃及以上时，α-Al2O3已成为主晶相，并且伴随着其晶粒的生长，纤维粉化，失去强度。（3）纤维的比表面积随烧成温度的升高而下降，烧成温度为1 000~1 100 ℃时，下降速度较快，烧成温度＞1 200 ℃时，下降趋于平缓。
（摘编自《工业炉》2011，№4）