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(guò)鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成的連續(xù)纖維,強(qiáng)度與高強(qiáng)度S玻璃纖維相當(dāng)。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(wú)機(jī)環(huán)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(fā)的巖漿變化而來(lái)的,在地球和月球上都有豐富的儲(chǔ)量,所以基本上可以說(shuō)玄武巖纖維的原料是無(wú)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(zhì),也是地球陸殼和月球月陸的重要組成物質(zhì)。1546年,G.阿格里科拉首次在地質(zhì)文獻(xiàn)中,用basalt這個(gè)詞描述德國(guó)薩克森的黑色巖石。漢語(yǔ)玄武巖一詞,引自日文。日本在兵庫(kù)縣玄武洞發(fā)現(xiàn)黑色橄欖玄武巖,故得名。
從成型工藝和化學(xué)組成上來(lái)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(wú)機(jī)非金屬纖維。在玻璃鋼生產(chǎn)中,我們對(duì)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(lái)長(zhǎng)弓俠就帶大家看看,它是以何種特長(zhǎng)在眾多纖維中占有了一席之地。
我國(guó)已把玄武巖纖維列為重點(diǎn)發(fā)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(guò)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(chǔ)量都相當(dāng)客觀,從原料成本來(lái)看相對(duì)比較低。
玄武巖礦石是一種天然的材料,其生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)硼或其它堿金屬氧化物排出,因此其煙塵中無(wú)有害物質(zhì)析出,對(duì)大氣不會(huì)造成污染。而且產(chǎn)品的壽命長(zhǎng),因此是一種低成本、高性能、潔凈程度理想的新型綠色主動(dòng)環(huán)保材料。
玄武巖纖維的使用溫度一般在-260~880℃,這一溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于芳綸纖維、無(wú)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(wěn)定性好,在500℃溫度下保持不變,在900℃時(shí)原始重量?jī)H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(xiàn)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(wú)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(qiáng)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(dāng)。
玄武巖纖維的吸音系數(shù)為0.9~0.99,高于無(wú)堿玻纖和硅纖維。優(yōu)良的透波性和一定的吸波性,吸音和隔音性能優(yōu)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(wú)堿玻纖和硅纖維;體積電阻率比電絕緣E玻璃纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí),介電損失角正切高50%。
玄武巖纖維的熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.031 W/m·K~0.038 W/m·K,低于芳綸纖維、硅酸鋁纖維、無(wú)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(lǐng)域。也可紡織成高溫過(guò)濾袋,用于高溫過(guò)濾、除塵。另外也可以做成針刺氈,用于一些保溫領(lǐng)域。
利用玄武巖纖維優(yōu)異的耐腐蝕性,可與乙烯基或者環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)拉擠、纏繞等工藝復(fù)合成型,制成新型的建筑材料。這種材料具有高強(qiáng)度,優(yōu)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(shù)與混凝土相近,兩者之間不會(huì)產(chǎn)生大的溫度應(yīng)力。
玄武巖纖維摩擦系數(shù)穩(wěn)定,可用在一些摩擦增強(qiáng)材料,如剎車(chē)片。由于吸音系數(shù)較高,可用在一些內(nèi)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(lǐng)域具有了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。常見(jiàn)的有與環(huán)氧樹(shù)脂相結(jié)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(wú)赤足,人無(wú)完人。雖然玄武巖纖維具有各項(xiàng)優(yōu)異的性能,但也面臨了一些問(wèn)題。
玄武巖礦石原料豐富,但也存在一個(gè)先天不足的地方,就是其成分波動(dòng)比較大。由于玄武巖是地球熔巖形成的,因此同一礦點(diǎn)的成分都可能波動(dòng)較大,而這也會(huì)對(duì)纖維的穩(wěn)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(chǎn)成本較高。生產(chǎn)過(guò)程中的成本主要涉及到較高的能源價(jià)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(jié)合方式,但都屬于高能耗;玄武巖熔體中含有鐵類(lèi)氧化物成分,對(duì)鉑銠合金有侵蝕,從而縮短了漏板的檢修周期,直接導(dǎo)致成本上漲。目前來(lái)說(shuō),天然氣和鉑金在我國(guó)都是比較匱乏的資源,因此價(jià)格高昂,無(wú)法和俄羅斯、烏克蘭等國(guó)家相比。
由于玄武巖熔體導(dǎo)熱性差,析晶上限溫度較高容易析晶,因此生產(chǎn)工藝條件高,成纖難度大。受現(xiàn)有技術(shù)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(wú)法和玻璃纖維的多孔漏板生產(chǎn)模式相比。生產(chǎn)效率低,成本自然無(wú)法降下來(lái)。
性能與成本只有達(dá)到一個(gè)相對(duì)平衡的水平,在市場(chǎng)上才會(huì)有更廣闊的應(yīng)用。玄武巖纖維在國(guó)內(nèi)外的產(chǎn)能都還有待提高,目前市場(chǎng)需求缺口大,如何降低其生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率,是從業(yè)者們需要努力的方向。這既是挑戰(zhàn),也是機(jī)遇。
總的來(lái)說(shuō),玄武巖纖維的性能還是非常優(yōu)異的,能當(dāng)選上未來(lái)最有潛力的四大纖維之一,沒(méi)有兩把刷子是不行的。當(dāng)然問(wèn)題也是存在的,需要進(jìn)一步去優(yōu)化。迄今為止,沒(méi)有哪一種材料是十全十美的,這就是為什么需要復(fù)合材料這個(gè)行業(yè)。復(fù)合材料的魅力就在于能根據(jù)產(chǎn)品的不同需求,選擇不同的材料,發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),通過(guò)合理的生產(chǎn)工藝,最終達(dá)到目的。如何讓復(fù)合材料發(fā)揮更大的作用,這是我們需要思考的問(wèn)題,也是未來(lái)努力和奮斗的目標(biāo)。
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