九游體育九游體育玄武巖纖維,是玄武巖石料在1450℃~1500℃熔融后,通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續纖維,強度與高強度S玻璃纖維相當。純天然玄武巖纖維的顏色一般為褐色,有些似金色。玄武巖纖維是一種新型無機環保綠色高性能纖維材料,其主要成分是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成。
玄武巖纖維是以純天然的玄武巖礦石為主要原料,玄武巖礦石也就是火山噴發的巖漿變化而來的,在地球和月球上都有豐富的儲量,所以基本上可以說玄武巖纖維的原料是無限的。
玄武巖(basalt),洋殼主要組成,屬基性火山巖。是地球洋殼和月球月海的最主要組成物質,也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質。1546年,G.阿格里科拉首次在地質文獻中,用basalt這個詞描述德國薩克森的黑色巖石。漢語玄武巖一詞,引自日文。日本在兵庫縣玄武洞發現黑色橄欖玄武巖,故得名。
從成型工藝和化學組成上來看,玄武巖纖維和玻璃纖維有相似之處,兩者的主要成份都是二氧化硅,且均為無機非金屬纖維。在玻璃鋼生產中,我們對于碳纖維、玻璃纖維都不陌生了,那玄武巖纖維究竟是何方神圣呢?接下來長弓俠就帶大家看看,它是以何種特長在眾多纖維中占有了一席之地。
我國已把玄武巖纖維列為重點發展的四大纖維之一(玄武巖纖維、碳纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維),那么它究竟有哪些過人之處呢?
玄武巖纖維是由玄武巖礦石熔融后拉絲制成,而玄武巖礦石在地球和月球上的儲量都相當客觀,從原料成本來看相對比較低。
玄武巖礦石是一種天然的材料,其生產過程中無硼或其它堿金屬氧化物排出,因此其煙塵中無有害物質析出,對大氣不會造成污染。而且產品的壽命長,因此是一種低成本、高性能、潔凈程度理想的新型綠色主動環保材料。
玄武巖纖維的使用溫度一般在-260~880℃,這一溫度遠遠高于芳綸纖維、無堿E玻纖、石棉、巖棉、不銹鋼,接近硅纖維、硅酸鋁纖維和陶瓷纖維;熱震穩定性好,在500℃溫度下保持不變,在900℃時原始重量僅損失3%。
玄武巖纖維的耐酸性和耐堿性均比鋁硼硅酸鹽纖維好 。其耐久性、耐候性、耐紫外線照射、耐水性、抗氧化等性能均可與天然玄武巖石頭相媲美。
玄武巖纖維的彈性模量為:9100kg/mm2~11000kg/mm2,高于無堿玻纖、石棉、芳綸纖維、聚丙稀纖維和硅纖維。玄武巖纖維的抗拉強度為3800~4800MPa,比大絲束碳纖維、芳綸、PBI纖維、鋼纖維、硼纖維、氧化鋁纖維都要高,與S玻璃纖維相當。
玄武巖纖維的吸音系數為0.9~0.99,高于無堿玻纖和硅纖維。優良的透波性和一定的吸波性,吸音和隔音性能優異,具有良好的隱身性能, 可制做隱身材料。
玄武巖纖維的比體積電阻較高為1×10^12Ω·m,大大高于無堿玻纖和硅纖維;體積電阻率比電絕緣E玻璃纖維高一個數量級,介電損失角正切高50%。
玄武巖纖維的熱傳導系數為0.031 W/m·K~0.038 W/m·K,低于芳綸纖維、硅酸鋁纖維、無堿玻纖、巖棉、硅纖維、碳纖維和不銹鋼。
利用玄武巖纖維具有耐高溫的特性,可織成防火布,用于一些消防領域。也可紡織成高溫過濾袋,用于高溫過濾、除塵。另外也可以做成針刺氈,用于一些保溫領域。
利用玄武巖纖維優異的耐腐蝕性,可與乙烯基或者環氧樹脂通過拉擠、纏繞等工藝復合成型,制成新型的建筑材料。這種材料具有高強度,優異的耐酸、耐腐蝕性,可代替部分鋼筋用于土木工程中。而且玄武巖纖維的膨脹系數與混凝土相近,兩者之間不會產生大的溫度應力。
玄武巖纖維摩擦系數穩定,可用在一些摩擦增強材料,如剎車片。由于吸音系數較高,可用在一些內飾件上,起到隔音降噪的效果。
玄武巖纖維的耐腐蝕性,讓其在石油化工領域具有了獨特的優勢。常見的有與環氧樹脂相結合的纏繞高壓管道,具有保溫和防腐蝕雙重效果。
正所謂金無赤足,人無完人。雖然玄武巖纖維具有各項優異的性能,但也面臨了一些問題。
玄武巖礦石原料豐富,但也存在一個先天不足的地方,就是其成分波動比較大。由于玄武巖是地球熔巖形成的,因此同一礦點的成分都可能波動較大,而這也會對纖維的穩定性造成影響。
由于玄武巖資源豐富,因此原料成本較低,但其生產成本較高。生產過程中的成本主要涉及到較高的能源價格和鉑銠合金漏板消耗較大。一般能源選用的是天然氣,也有采用電熔方式或氣電結合方式,但都屬于高能耗;玄武巖熔體中含有鐵類氧化物成分,對鉑銠合金有侵蝕,從而縮短了漏板的檢修周期,直接導致成本上漲。目前來說,天然氣和鉑金在我國都是比較匱乏的資源,因此價格高昂,無法和俄羅斯、烏克蘭等國家相比。
由于玄武巖熔體導熱性差,析晶上限溫度較高容易析晶,因此生產工藝條件高,成纖難度大。受現有技術所限,熔爐的熔化效率都比較低下,多采用的是200、400孔拉絲漏板,無法和玻璃纖維的多孔漏板生產模式相比。生產效率低,成本自然無法降下來。
性能與成本只有達到一個相對平衡的水平,在市場上才會有更廣闊的應用。玄武巖纖維在國內外的產能都還有待提高,目前市場需求缺口大,如何降低其生產成本、提高生產效率,是從業者們需要努力的方向。這既是挑戰,也是機遇。
總的來說,玄武巖纖維的性能還是非常優異的,能當選上未來最有潛力的四大纖維之一,沒有兩把刷子是不行的。當然問題也是存在的,需要進一步去優化。迄今為止,沒有哪一種材料是十全十美的,這就是為什么需要復合材料這個行業。復合材料的魅力就在于能根據產品的不同需求,選擇不同的材料,發揮各自的優勢,通過合理的生產工藝,最終達到目的。如何讓復合材料發揮更大的作用,這是我們需要思考的問題,也是未來努力和奮斗的目標。
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