陶瓷纖維是一個“小眾”應用的纖維產品，傳統的陶瓷纖維主要利用其質輕耐高溫、導熱率低及比熱小的特點，廣泛應用于各種窯爐、烘箱、馬弗爐制作，還有部分應用于過濾布袋、隔熱板、保溫材料等用途。目前大家比較熟知的陶瓷纖維：硅酸鋁纖維、莫來石纖維及氧化鋁纖維等，就是比較傳統的陶瓷纖維,但是除了傳統的陶瓷纖維外，還有先進陶瓷纖維：石英纖維、碳化硅纖維、氧化鋯纖維、氮化物纖維等等，主要用于航空航天、石油、化工等領域。
一·陶瓷纖維的特點
1·碳化硅纖維：
碳化硅纖維的最高使用溫度達1200℃，其耐熱性和耐氧化性均優于碳纖維，在最高使用溫度下強度保持率在 80%以上，化學穩定性也好。從形態上分有晶須和連續纖維兩種。
國內新型連續化SiC纖維產品，纖維平均直徑12μm，室溫彈性模量280GPa，平均拉伸強度3.3GPa。
碳化硅晶須(β-SiC)
2·氮化硅(Si3N4)纖維：
氮化硅纖維是一種耐高溫、高強度陶瓷纖維，其化學式為Si3N4，在氧化性氣氛中，其最高使用溫度為1300℃；在非氧化性氣氛中，其最高使用溫度1800℃。拉伸強度和彈性模量分別可達到1000MPa和300GPa，熱膨脹系數低，磨損抗力優良，主要用來增強金屬和陶瓷。
3·硅碳氮(SiCN)纖維：
硅硼氮碳(Si-B-N-C)陶瓷纖維高耐溫、高強度、室溫下的強度大于250GPa的彈性模數和0.4～1的蠕變值m(使用標準BSR試驗,1小時,1400℃)，是一種兼具耐高溫性、抗高溫氧化性、抗蠕變性、高強度、吸波等優點于一身的新型結構/功能一體化陶瓷纖維。
4·硅酸鋁纖維：
硅酸鋁纖維形狀和顏色同棉花相似，是一種非晶體陶瓷纖維，主要由氧化鋁和二氧化硅組成，有時還含有少量的氧化鐵、二氧化鈦、氧化鈣等物質。根據組成物質及含量的不同，可分為四類：標準(普通)硅酸鋁纖維、高純硅酸鋁纖維（莫來石纖維）、高純含鋁硅酸鋁纖維和高純含鋯硅酸鋁纖維。
具有優良的絕熱特性，耐酸、堿腐蝕性好，具有優良化學穩定性。電絕緣體、吸聲性好，對500Hz以上中、高度波可吸收80%以上。通常在800℃以上使用。具有優良的絕熱特性，耐酸、堿腐蝕性好，電絕緣性、吸音性好，對500Hz以上中、高波可吸收80%以上。
莫來石纖維是一種多晶結構的纖維（纖維中Al2O3含量在72%-75%之間）主晶相為莫來石微晶，作為氧化硅和氧化鋁二元體系中唯一的穩定相，其活性低，再結晶能力較差，因此莫來石纖維具有較好的耐高溫性能，使用溫度在1500—1700℃，但當溫度高于1500℃時，其晶粒也會長大，使其喪失高溫力學性能，當溫度達到1830℃左右時，會迅速分解為氧化鋁和液相。
5·石英纖維：
石英纖維是指雜質含量低于0.1%，纖維直徑在0.7-15μm的高純度特種二氧化硅玻璃纖維。其具有很高的耐熱性，長期穩定的使用溫度為1050℃，瞬間耐溫高達1700℃，但是在600℃時強度開始下降。
纖維保持了固體石英的部分性能和特點，是一個良好的耐高溫材料，也是作為先進復合材料的增強體。石英纖維的純度＞99.9%，這使得纖維具有抗燒蝕性強、耐溫性好、導熱率低，而且化學穩定性高，介電性能也非常優良。
6·氧化鋁纖維：
氧化鋁纖維是一種多晶陶瓷纖維，具有長纖、短纖、晶須等多種形式。它以Al2O3為主要成分，有時會含有一定量的添加劑，如二氧化硅、氮化硼、氧化鋯、氧化鐵、氧化鎂等。氧化鋁短纖維主要用于高溫絕熱材料，長纖維用于增強復合材料，晶須則具有較高的強度和一些特殊的磁學、電學、光學性能，應用于功能材料之中。
氧化鋁纖維與金屬基體的浸潤性好，界面反應較小，其復合材料的力學性能、耐磨性、硬度均有提高，熱膨脹系數降低，可用作樹脂基纖維增強復合材料制品；耐化學腐蝕好，氧化鋁纖維由于其良好的耐化學腐蝕性能可用于環保和再循環技術領域。
7·氧化鋯纖維：
氧化鋯（ZrO2）是高熔點的金屬氧化物，相對分子量為123.22，具有很高的熔點（2650℃）和化學惰性。氧化鋯纖維具有很好的高溫性能，在溫度高達2480℃時仍可保持其纖維形態，1400℃左右仍具有可繞性。氧化鋯纖維使用溫度可達氧化鋁的熔點以上，最高可達2200℃，氧化鋯纖維材料不僅適用于氧化氣氛，而且可在還原氣氛和真空下使用。
氧化鋯纖維棉采用溶膠-凝膠法制備，純度（ZrO2+穩定劑）≥ 99.5%，是唯一能滿足1600℃以上在超高溫氧化氣氛下使用的輕質多晶質耐火纖維材料。其熔點2713℃、使用溫度高、隔熱性能好、高溫化學性質穩定、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震性好、不揮發、無污染等特性。
二·陶瓷纖維的應用
1·中低端陶瓷纖維應用
陶瓷纖維是優質耐火保溫材料，符合下游行業“更節能、更環保、更安全”的需求，目前國內陶瓷纖維制品年產量約 70 萬噸，占耐火材料比例約為2.9%，基數較小，未來每一細分應用領域的拓展都將帶來較高增長。陶瓷纖維制品并非完全標準化產品，應用于不同領域需調整配料、工藝與技術支持，因此非標準方面的應用隨著整個工業體系發展而得到拓展。
A 高溫絕熱保溫材料
陶瓷纖維屬于高效節能絕熱保溫材料，材料本身具有一般纖維的特點，同時又擁有普通纖維所沒有的耐高溫、耐腐蝕和抗氧化性能，更重要的一點是避免了一般耐火材料的脆性，從而在一定程度上取代著傳統重質耐火磚被用作工業窯爐壁襯材料。陶瓷纖維作為窯爐爐壁砌筑而成的工業窯爐在使用中最大的優點就是節能。如：多晶莫來石纖維制品可長期用于1600℃以下的高溫熱工設備中作絕熱材料，如碳化硅電爐、硅化鉬電爐、各種鋼鐵加熱爐、機械鍛造爐等等，可顯著提高設備熱效率，大幅度節約能源，提高生產率，改進產品質量。可應用于各種高溫工業窯爐隔熱；陶瓷窯爐；機械及冶金加熱爐；熱處理爐及其它工業窯爐的熱面內襯；高溫擋火隔焰；窯門、窯車、膨脹縫等隔熱材料；玻璃窯隔熱。
B 過濾材料
陶瓷纖維材料憑借其強度高、抗熱沖擊性好、耐化學腐蝕等特點，在空氣凈化、高溫煙氣過濾、柴油機尾氣微濾捕集、化工過濾、金屬液過濾等方面得到了廣泛的應用。陶瓷纖維過濾器可以分為陶瓷纖維復合膜材料、陶瓷纖維紙、陶瓷轄內網（布）、陶瓷纖維過濾體。
C 吸聲隔音材料
陶瓷纖維制品是微細纖維多孔的集合體，具有優異的吸聲隔音性能。首先因為纖維制品本身在纖維之間就具有許多相連通的微小孔隙，所以當聲波入射到纖維材料并在其內部傳播時，孔隙中的空氣存在的粘滯阻力以及纖維間的摩擦阻力，會將一部分聲能轉化為熱能形成損耗。
D 先進陶瓷纖維材料的應用
先進陶瓷纖維在應用方面不同于傳統陶瓷纖維，其重點是根據纖維自身的特點，除了利用其耐高溫、隔熱及耐火特點以外，還放大發揮其自身的其它功能特點，比如其自身的吸波性、耐腐蝕、耐候性等等。
陶瓷纖維本身即為半導體，是雷達波吸收的重要材料，同時具備輕質、高強、耐高溫、抗氧化等理想的結構材料特性。通過制備工藝改變晶體結構，可以調整纖維的電阻率，然后多向多層鋪疊從而實現吸波和透波的目的。陶瓷纖維增強復材可以直接制備隱身結構件，相比隱身涂層具有更高的強度和耐高溫性能。F-22 在尾噴口附近應用了陶瓷基隱身結構材料；法國的 APTGD 導彈的尾翼由六角形小塊陶瓷吸波材料組成，具有較好的吸波效果；美國空軍開發出了一種Si3N4寬頻透波天線罩。
例如：
（1）氧化鋁纖維：可用于環保和再循環技術領域。如焚燒電子廢料的設備，歷經多年運轉，氧化鋁纖維仍顯示出其優良的抗爐內各種有害物的腐蝕性能，可用于汽車廢氣設備上作陶瓷整體襯，其特點是結構穩定。
（2）氧化鋯纖維：作為超高溫隔熱復合材料、防護材料、燒蝕材料以及衛星電池隔膜材料等，用于航空航天、軍工、原子能等領域；作為1600℃~2000℃的超高溫工業電爐、超高溫燃氣爐，超高溫實驗室電爐和其它超高溫加熱裝置的爐襯材料；與很多金屬、合金、玻璃復合做寬溫度范圍使用的金屬基復合材料；可作為超高溫過濾材料、高溫反應催化劑載體，超高溫液體或氣體過濾材料。
（3）石英纖維：可以用于高溫燒蝕材料的增強材料，高溫絕熱密封材料、樹脂增強材料、耐高溫絕緣、捆扎、包裹材料等，工業隔熱、電纜絕緣包覆、排氣管道隔熱包覆、高溫爐門幕簾及機械用高溫摩擦增強材料、防火外殼及其它絕緣保護層、船舶設備的絕緣、變壓器、互感器、電動機及其它電子產品的增強絕緣綁扎材料等。
（4）碳化硅纖維：作為熱屏蔽材料、耐高溫輸送帶、過濾高溫氣體或熔融金屬的濾布；可作為纖維增強陶瓷基復合材料(CMC)的高溫結構材料，可應用于發動機的熱端部件，包括尾噴管部位、燃燒室、加力燃燒室、渦輪外環、導向葉片、轉子葉片等航空航天等領域；碳化硅增強鈦基復合材料、碳化硅增強鎂基復合材料、碳化硅增強銅基復合材料等。經過碳化硅纖維增強的金屬基復合材料，在比強度、比剛度、熱膨脹系數、導熱性能和耐磨性能等方面具有更優異的性能，并且易于生產出合格的金屬基復合材料。
三·陶瓷纖維的編外語
陶瓷纖維是一個比較廣泛的概念，例如玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維都能劃分為陶瓷纖維系列，但是因為這三種纖維主要應用是聚合物基纖維增強復合材料，而不是依據其耐溫性、耐火性以及隔熱等特點來使用。本文所介紹的陶瓷纖維是以耐高溫、隔熱以及耐火特性為主要應用方向。陶瓷纖維在作為耐火材料應用，還有較強的擴展空間，如：作為建筑保溫墻板，高溫工業爐，高溫過濾材料等這些領域隨著國家的碳中和目標的提出，其用量將會成指數倍增長。先進陶瓷纖維的應用就更加廣泛，先進陶瓷纖維具有質輕、高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、抗沖刷及濺射以及良好的可設計性、可復合性等一系列其他材料所不可替代的優良性能，是火箭、衛星、導彈、戰斗機和艦船等尖端武器裝備必不可少的戰略新興材料。
如：我國在《中國制造 2025 》綠皮書中也將碳化硅纖維和陶瓷基復合材料列入重點發展項目。綠皮書要求在燃燒室中使用陶瓷基復合材料、在渦輪中使用 CMC，并具體指出使單晶/陶瓷基高壓渦輪葉片達到耐溫能力>1700K，效率>0.91，二級總膨脹比>4.8。此外，綠皮書在關鍵戰略材料章節中特別提出需重點發展碳化硅纖維、陶瓷基先進復合材料、構件及相關工藝裝備。
