耐火纤维是使用温度在1260℃以上的纤维材料。近50年来，作为**耐火材料的耐火纤维发展较快，被喻为第三代耐火材料。其坚固、耐热、绝缘、轻质等优异性能，不仅被广泛应用于航空航天、核电核能、军工以及汽车工业等领域，也是防火材料、耐火材料重要的组成成分。目前，比较常用的有以下几种。

　　一、硅酸铝质耐火纤维

　　硅酸铝质耐火纤维是指以耐火粘土熟料(焦宝石)为主要原料制成的玻璃纤维态隔热耐火材料。又称普通硅酸铝纤维。

　　目前我国硅酸盐耐火纤维系列制品的生产能力在5～6万t，利用煤矸石应用甩丝工艺生产**硅酸铝耐火纤维颇有发展潜力，山西大同、怀仁等地有丰富煤矸石储量；也可直接利用电厂的粉煤灰为主要原料，以氧化铝粉为辅助原料生产硅酸铝耐火纤维。

　　0硅酸铝纤维属于短纤维（纤维长度在0.2m以下为短纤维；0.2m以上为长纤维，又称连续纤维），纤维平均直径2.3～2.8µm，长度由几毫米到250mm，是高温玻璃体，w(Al₂O₃)43%～54%，w(SiO₂)43%～54%，含有少量杂质。

　　采用纯度较高的工业氧化铝粉和硅石做原料生产的高纯硅酸铝，长期使用温度为1100℃，当Al₂O₃含量达到60%～62%就是高铝纤维，使用温度为1200℃。当Al₂O₃含量越高，纤维的收得率越低，在原料中添加氧化铬使玻璃形态转化，可提高使用温度到1400℃；添加氧化锆能促使个别纤维长度增长2～3倍，使用温度也能达到1400℃。

　　二、石英玻璃纤维

　　石英玻璃纤维是指SiO₂含量达99.9%以上、丝径在1～15µm的特种玻璃纤维，具有**的电绝缘性，介电常数和介质损耗系数是所有矿物纤维中**好的。石英玻璃纤维又称二氧化硅纤维，是一种由纯二氧化硅制成的纤维，利用石英玻璃纤维材料制成的纱线和非织造布具有良好的耐热冲击、热绝缘性及耐化学腐蚀性，在产业领域的应用有一定的潜能。

　　石英玻璃纤维由纯天然水晶提炼加工成熔融石英玻璃棒拉制而成，拉制过程中的加热方式有氢氧火焰法和等离子法，根据不同的用途来涂覆相应的浸润剂。常见产品种类有超细石英玻璃纤维、高强可编石英玻璃纤维、中空石英玻璃纤维、新型连熔石英玻璃纤维等多种石英纤维。

　　石英玻璃纤维能长期在1050℃下使用，瞬间耐高温达1700℃，仅次于碳纤维。

　　三、多晶莫来石耐火纤维

　　多晶莫来石耐火纤维属于多晶氧化铝纤维的一种，纤维中Al₂O₃含量在72%～75%的晶质纤维为莫来石纤维。多晶莫来石纤维制品可长期用于1600℃以下的高温热工设备中作绝热材料，如碳化硅电炉、硅化钼电炉、各种钢铁加热炉、机械锻造炉等等，可显著提高设备热效率，大幅度节约能源，提高生产率，改进产品质量。多晶莫来石纤维被广泛应用于冶金、机械、陶瓷、电子、石化、航天等领域高温工业窑炉及其它热工设备的内衬绝热。能达到节能增产、减少炉内温差、提高产品质量、减少备件消耗、延长炉体寿命、改善工作环境之目的。

　　通常莫来石纤维使用温度在1400℃以上，美国和日本研制出含80%Al₂O₃的氧化铝纤维和72%的多晶莫来石纤维，Al₂O₃含量适当降低，其性能差别不大。

　　上海第二耐火厂纤维的理化指标为：w(Al₂O₃)73%～77%，纤维直径＜10µm，长度10～100mm，长期使用温度1400℃，短期使用温度1500℃，节能30%～50%。

　　四、多晶氧化铝纤维

　　氧化铝纤维是以Al₂O₃为主要成分，主晶相为α-Al₂O₃和γ-Al₂O₃微晶体，约有5%SiO₂以莫来石微晶存在，莫来石包裹在Al₂O₃的表面，所以称作多晶氧化铝纤维。多晶氧化铝纤维产品有短纤维，纤维直径3～7µm，长度10～150mm；长纤维，又称连续纤维，长度0.2m以上。目前氧化铝短纤维一般用于高温热材料，长纤维则用于增强复合材料，在治金、机械、电子、陶瓷、化工、航天等领域中都能看到它们的身影。

　　氧化铝纤维是耐火纤维中的佼佼者，纤维熔点2050℃，单丝抗拉强度极高，还有优良的高温抗蠕变和抗热震性能，特别是连续氧化铝纤维与其他材料复合，可呈现非常优良的性能。多晶氧化铝耐火纤维具有优越的耐高温性能，可在1400℃以上的许多高温窑炉和热工设备上使用。**高使用温度为1600℃，长期使用温度可达1500℃。但氧化铝纤维价格较高，推广应用受到**。把氧化铝纤维与高铝纤维等一起制成的混合纤维制品，发展较快。

　　五、碳纤维

　　含碳量在90%以上的高强度高模量纤维即是碳纤维，一般直径5-10微米，耐高温居所有化纤之首。其力学性能优异，同时具有轻质、高强度、高弹性模量、耐高低温、耐腐蚀、耐疲劳等优异特性，广泛应用于航空航天、国防、交通、能源、体育休闲等领域。

　　碳纤维按纤维数量不同可分为小丝束和大丝束。小丝束性能优异，但成本较高，碳纤维的开发起初应用于航空航天领域，小丝束性能更能满足航空航天、军工复材的需要，但受成本制约，难以在风电叶片等领域实现推广应用；大丝束在保持碳纤维优良性能的前提下，通过提高单线产能，大幅降低成本，打开碳纤维广泛运用于工业和民用领域大门。

　　世界碳纤维产业已形成了黏胶基、沥青基和聚丙烯腈基三大原料体系，其中黏胶基和沥青基碳纤维用途较单一，产量也较为有限，而聚丙烯腈基碳纤维兼具良好的结构和功能特性，是碳纤维发展和应用的主要品种。PAN基碳纤维的制备过程一般分为原丝制备和碳丝制备两个阶段，其中原丝制备包括聚合、纺丝工段，碳丝制备包括预氧化、碳化工段。碳纤维工艺复杂，生产条件要求严格，整个工艺流程中涉及技术参数控制点3000-5000个。大丝束碳纤维生产技术难度更大，体现在原丝、预浸料和碳化等多个环节的均匀性和毛丝控制等方面。

　　碳纤维在空气中可耐300℃左右的高温，在真空中可耐1800℃的高温，而换做惰性气氛下可耐2400℃的高温，不同环境，耐高温程度会发生巨大变化。

　　六、碳化硅纤维

　　以碳和硅为主要成分的高性能陶瓷纤维是碳化硅纤维，具有高温耐氧化、高硬度、高强度、高热稳定性、耐腐蚀、密度小等优点。与碳纤维相比，在极端条件下碳化硅纤维能保持良好的性能。碳化硅纤维用途十分广泛，主要用作耐高温材料和增强材料。耐高温材料包括热屏蔽材料、耐高温输送带、过滤高温气体或熔融金属的滤布等；用做增强材料时，常与碳纤维或玻璃纤维合用，以增强金属（如铝）和陶瓷为主，如做成喷气式飞机的刹车片、发动机叶片、着陆齿轮箱和机身结构材料等，还可用做体育用品，其短切纤维则可用做高温炉材等。

　　碳化硅长丝的制造过程是将聚硅烷在400℃以上，发生热转位反应，使侧链上的甲基以亚甲基的形式，导入主链的硅-硅间，形成聚碳硅烷，然后通过干法纺丝或熔体纺丝制成纤维。为防止纤维在碳化过程中发生熔融粘接，须先在较低温度下作不熔化处理。不熔化纤维在真空或惰性气体中加热至1200～1500℃，侧链的甲基与氢同时脱出后只留下硅-碳的骨架成分，并形成β-碳化硅结构的纤维。**后进行上浆处理及集束卷绕。上浆剂的种类视**终用途而定，用于增强塑料时上浆剂可选用环氧树脂，增强金属及陶瓷时则要求进一步在较低温度下将上浆剂热分解掉。由—碳化硅细晶粒组成的连续纤维，可用气相沉积或纺丝烧结法制造。碳化硅纤维的制造方法有先驱体转化法、化学气相沉积法（CVD）、活性碳纤维转化法和超微粉高温烧结法4种，目前广泛使用的是先驱体法，技术相对成熟，生产效率高，成本比较低，适合工业化生产。

　　自20世纪80年代SiC纤维问世以来，SiC纤维已有三次明显的产品迭代，其耐热性与强度都得到了明显增强。目前，第三代碳化硅纤维的**高耐热温度达1800-1900℃。

　　七、氮化硼纤维

　　氮化硼纤维是一种新兴材料，具有耐高温、耐化学腐蚀、加工性好、自润滑、与多种金属不浸润、介电常数和损耗角正切小等优良特性，主要用于陶瓷基复合材料增强剂、导弹和飞行器的微天线窗零件等。

　　以硼酸为原料制备B₂O₃无机前驱体，然后在NH₃(＞1000℃)和N₂(＜2000℃)中氮化得到氮化硼前驱体，进一步处理得到氮化硼纤维。

　　高质量的氮化硼纤维可在900℃以下的氧化气氛和2800℃以上的惰性气体中长期使用。

　　八、氧化锆纤维

　　由于碳纤维在航天领域暴露出易氧化、隔热差等问题，以及超高温复合材料的需要，氧化锆连续纤维的研究受到关注。氧化锆（ZrO₂）纤维是一种多晶无机耐火纤维，耐高温、抗氧化、耐酸碱腐蚀、化学性能稳定、隔热性能优异，且常温下绝缘而高温下导电，因此氧化锆纤维及其制品纤维板、纤维布、纤维毡等在航空航天、原子能、冶金和石油化工等行业有着极大的应用需求。

　　制备氧化锆纤维，特别是连续纤维，普遍采用前驱体转化法，即先制得有机或无机的前驱体纤维，再将其热处理转化为预定组成和结构的氧化锆纤维。还有一些方法如：挤压法，将氧化错胶体或粒子靠增稠剂将错盐溶液纺成凝胶纤维，热处理和缎烧后制成纤维；浸渍法，将勃胶丝或其织物浸泡于错盐溶液中，再热解和锻烧而得；采用类似氧化铝纤维的制法制取氧化错纤维。用作耐烧蚀隔热功能复合材料及结构复合材料增强剂、燃料电池部件等。电化学气相沉积法、电泳法、ZrO₂-Fe3O4共晶直接固化法等都不适于工业化生产。03

　　氧化锆纤维可在1500℃以上的超高温下长期使用，**高使用温度可达2200℃，即使在2500℃下仍能保持完整的纤维形状。

　　九、硼纤维

　　硼纤维是一种在金属丝上沉积硼而成的无机纤维，具有高压缩强度、高拉伸强度、高弹性模量、低密度（相对密度为钢材的1/4）、质量轻、耐高温、耐酸碱、绝缘性好、可吸收中子等特性，综合性能优于常见的玻璃纤维与碳纤维，是良好的增强材料，可与金属、塑料或陶瓷复合，制成高温结构用复合材料，由于其高的比强度和比模量，在航空、航天和军工领域获得广泛应用。硼纤维活性大，在制作复合材料时易与基体相互作用，影响材料的使用，故通常在其上涂敷碳化硼、碳化硅等涂料，以提高其惰性。在硼纤维基础上利用纳米技术生产得到的纳米硼纤维，其强度更高，是碳纤维的三倍，质量更轻，是碳纤维的三分之一，可作为高性能增强剂用来制造超高性能复合材料，在航空航天与军工国防领域具有广阔应用前景。

　　硼硬度高，仅次于金刚石，无法直接制造纤维，通常是以金属丝以及石英、玻璃、石墨长丝为芯材，将硼覆盖于表面制得硼纤维。硼纤维制备工艺主要有化学气相沉积法、乙硼烷热分解法、硼熔融法等，其中化学气相沉积法是主流工艺。通常将氯化硼与氢反应，还原成的硼在经过电化学清洗过的直径10µm左右的钨丝上沉积，再加热到1200℃左右，可用自身电加热或高温感应加热制得硼纤维。

　　硼纤维在惰性气体中，高温性能良好（熔点熔点2050℃），在空气中起过500℃时，强度显著降低。

　　耐火纤维材料在当今高科技和尖端技术领域发挥重要作用。在主流的几种耐火纤维中，碳纤维的研究和应用已达到较高水平，其**鲜明的特点是高比强度和高比模量，然而它也有固有的缺点，如断裂伸长率小、热导率大、高温抗氧化性差等；除氧化锆纤维外的其他纤维也分别存在强度低、使用温度低、热导率大、耐腐蚀性差等缺点。

　　随着我国经济的快速发展，安全、节能环保将成为永恒的话题，以隔热保温为主要用途的耐火纤维，将是发展的热点。特别是随着高科技的不断进步，对**连续纤维的需求量会大幅度增加，后续也会逐渐往耐火纤维增强复合材料的方向发展，结合不同材料的优势，来提高纤维材料的综合性能。