荣盛耐材：玻璃态纤维在温度条件下损坏机理

 一、析晶现象玻璃态纤维(我们目前使用的：普铝纤维，高铝纤维和含锆纤维)是一种非晶体物质，玻璃是过冷的熔融体。高温液体几秒内骤冷，使原子不能按其规则排列而偏离平衡状态，它具有比晶体纤维较高的内能。在热力学上，玻璃是不稳定的，原子能自动重新排列，即结晶,向晶体态转化。玻璃态物质在常温下粘度大，内部原子的扩散和重新排列速度小，扩散的行程短，使玻璃态在常温下有很大的相对稳定性;在动力学上，玻璃态纤维又是稳定的。随着温度的升高，纤维的粘度降低，原子扩散和规则化排列速度增大。玻璃态物质存在着原子(质点)“近程有序(原子团)"和“远程有序"排列，近程有序中的原子布置接近于晶格排列形状，远程有序不接近晶格的排列形状。所以在一定温度条件下，玻璃态纤维析晶首先从近程有序的原子团中的晶核开始。
无序排列向有序排列的过渡，是一个能量释放过程，这一点从差热分析测定结果可以看出。几种玻璃态纤维,在被加热到980℃左右，都有较强的放热峰现象，这种放热现象是原子由无序排列转变到有序排列伴随能量释放的结果。温度继续升高，再无其他放热峰现象，因此该放热峰出现的温度应是莫来石析晶温度。纤维的收缩是一个持续的过程，大部分的收缩量产生于承受高温的初24小时以内。陶瓷纤维一直处于高温下时，收缩便一直发生，纤维的这种收缩是由于单根纤维体的变化而造成的，单根纤维体的变化是由于玻璃态向晶体态转变，转变过程是原子或质点有规则排列，有规则排列造成空间缩小，纤维杆体积收缩。
硅酸铝陶瓷纤维中，莫来石首先析出，在950℃开始出现。莫来石的形成与时间没有很大的关系，但初始晶粒与时间和温度均有关系，晶粒的尺寸随时间和温度的增长而长大。在1300℃时，单颗莫来石晶粒的尺寸比其在1100℃时的尺寸大4倍。方石英在1100℃以上时开始析出，开始的时间与温度有关，温度越高，方石英初始析晶时间越早，单颗石英的晶粒也越大。随着晶粒的的长大，当其尺寸接近单根纤维的直径时，陶瓷纤维杆表面出现凸凹不平即缩径，单根纤维的强度将会变弱。这种时间-温度的关系将会导致：长时间使用后纤维产品的强度变弱或变脆。 随时间而持续不断的收缩，将会降低纤维的有效长度，长期使用后将产生整体收缩。由于不均匀一致或不相似的晶粒生长，晶粒生长过程也是使得纤维卷曲进而收缩的主要原因。
二、收缩与损坏
纤维的收缩与损坏，是原因和结果的关系，而纤维的析晶与收缩也是原因和结果的关系。析晶和晶粒长大,是纤维在一定条件下微观组织发生的变化过程,变化所导致的结果是纤维发生收缩，收缩是一项明显的定量指标。
析晶过程是原子杂乱排列向规则排列的过渡过程，是一种松散型向致密型形成的过程。晶体的形成要增加表面能(因表面张力造成的能量)也属于自由能的一部分。只要有条件,晶体总是要缩小自己的表面积，这也是晶粒长大的动力条件。对于固态物体来说,晶格化过程中，是多个晶格同时形成过程.质点向晶格内充填后，其原有位置无法由其他质点充填，在纤维的外观表面形成凸凹不平，质点的重新布置，使纤维原整体性受到破坏，丧失原有的弹性结构，造成应力从缩径处，晶界空位处释放,纤维发生断裂粉化。
微观的收缩，在外观上的累积更加明显，使纤维制品单元接触问缝隙增大，虽然在安装时留有预压缩量，但由于纤维失去弹性，补充受到限制。火焰将从单元接缝处窜入，造成锚固件及内层纤维受损而脱落。因此说，纤维收缩率是衡量纤维使用温度和时间的一个重要条件，加热时收缩率小于2.4%的温度，应是玻璃态纤维的使用温度。所以在应用技术中，在选定了纤维使用温度同时也要兼顾加热时间，两者的值应是设计的可靠参数。