Quarzfasern werden aus hochreinem Quarzsand (mit einem SiO₂-Gehalt) hergestellt.₂Inhalt von≥99,95 %) als Rohmaterial, durch Prozesse wie Schmelzen, Ziehen, Oberflächenbehandlung und Verbundformung. 

Es handelt sich um einen speziellen anorganischen Faserwerkstoff, der sich durch eine einzigartige Kombination von Eigenschaften auszeichnet: hohe Temperaturbeständigkeit, geringe dielektrische Verluste, hervorragende elektrische Isolation und ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit. Seine Dauereinsatztemperatur beträgt bis zu 1200 °C.°C, mit einer kurzfristigen Spitzentemperaturbeständigkeit von über 1600°C;

 Seine Dielektrizitätskonstante bleibt bei 3,7 stabil.±0,1, sein dielektrischer Verlustfaktor (tanD) ist kleiner als 0,001, und sein Wärmeausdehnungskoeffizient ist mit 0,5 sehr niedrig.×10⁻⁶/°C. Folglich genießt es einen unersetzlichen Stellenwert in den Bereichen extreme Umgebungen und High-End-Ausrüstung.

Quarzfaser-Herstellungsprozess: Präzise Steuerung der thermischen Verarbeitungsstufen

Die Herstellung von Quarzfasern umfasst sechs Kernschritte: Rohmaterialreinigung, Schmelzziehen, Faservorbehandlung, Oberflächenmodifizierung, Verbundformung und Nachbearbeitung.

1. Reinigung und Schmelzziehen von Quarzfaser-Rohmaterialien: Schaffung einer soliden Grundlage für die Leistungsfähigkeit

Während der Rohmaterialreinigungsphase wird der Gehalt an Verunreinigungen—wie z.B. Fe₂DER₃und Al₂DER₃—Der Anteil dieser Verunreinigungen im Quarzsand muss unter 50 ppm liegen, um zu verhindern, dass sie die Hochtemperaturbeständigkeit und die elektrischen Isolationseigenschaften der Faser beeinträchtigen. 

Beim Schmelzziehverfahren wird entweder das Tiegelverfahren oder das Blasspinnverfahren angewendet; der gereinigte Quarzsand wird in einem Hochtemperaturofen mit einer Temperatur von über 2000 °C verflüssigt.°C, dann mit hoher Geschwindigkeit durch eine Spinndüse gezogen (wobei Ziehgeschwindigkeiten von 1000 erreicht werden).–1500 m/min) zur Herstellung von Endlosfaserbündeln mit Durchmessern von 3 bis 15MM.

2.Kernschritte der Wärmebehandlung von Quarzfasern: Präzise Temperaturkontrolle bestimmt die Leistungsgrenzen

Die Faservorbehandlung umfasst das Vorwärmen, Trocknen und die Oberflächenaktivierung. Dabei werden die Faserbündel einer Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 280 °C unterzogen.–350°C. 

Ziel ist es, adsorbierte Feuchtigkeit von der Faseroberfläche zu entfernen (den Feuchtigkeitsgehalt auf unter 0,05 % zu reduzieren) und gleichzeitig die Oberflächenaktivität der Faser zu erhöhen, um so eine solide Grundlage für die nachfolgende Oberflächenmodifizierung und die Verarbeitung des Harzverbundes zu schaffen.

Die Phase des Verbundformverfahrens ist entscheidend für die Umwandlung von Quarzfasern in hochwertige Materialien; je nach Anwendungsszenario müssen die Quarzfasern mit Materialien wie Epoxidharzen, Polyimiden oder Keramikmatrizen verbunden werden.

Die Nachbearbeitung umfasst im Wesentlichen das Oberflächenkalandrieren und Aushärten. Durch den Einsatz spezieller Kalander und angepasster Heizwalzen wird die Oberflächenebenheit des Verbundwerkstoffs weiter verbessert (Oberflächenrauheit Ra < 0,8 μm); gleichzeitig gewährleistet eine präzise Aushärtungskontrolle die Dimensionsstabilität des Materials (Maßabweichung < 0,1 %).

Kernanwendungsbereiche von Quarzfasern: Tiefes Eindringen in High-End-Sektoren-Wirklich unersetzlich

Quarzfasern haben sich dank ihrer außergewöhnlichen Gesamtleistung in vier Kernbereichen tiefgreifend etabliert: Luft- und Raumfahrt, Elektronik und Informationstechnologie, Hochtemperaturindustrie sowie Medizin und Umweltschutz. 

Es nimmt eine unersetzliche Stellung in der High-End-Gerätefertigung und in spezialisierten Anwendungsszenarien ein, während die kontinuierliche Erweiterung seines Anwendungsbereichs gleichzeitig die iterative Verbesserung seiner Fertigungsprozesse vorantreibt.