Hva er basaltfiber?
Basaltfiber er en kontinuerlig fiber laget av naturlig basaltbergart som hovedråstoff.Etter smelting ved 1450-1500 ℃, trekkes den gjennom en platina-rhodium-legeringsbøssing ved høy hastighet.Fargen er generelt brun og har en metallisk glans.Den er sammensatt av oksider som silisiumoksid, aluminiumoksid, kalsiumoksid, magnesiumoksid, jernoksid og titandioksid.Basaltfiber har mange utmerkede egenskaper som høy styrke, elektrisk isolasjon, korrosjonsbestandighet, høy temperaturbestandighet, anti-aldring, etc., og den har god kompatibilitet med miljøet og produserer ikke sekundær forurensning.Derfor er det et veritabelt grønt høyytelses nytt miljøvernmateriale.
landet mitt har oppført basaltfiber som en av de fire viktigste fibrene (karbonfiber, aramidfiber, polyetylen med ultrahøy molekylvekt, basaltfiber) for nøkkelutvikling.Behovene til luftfart og andre felt har brede anvendelsesmuligheter.
Produksjonsprosessen av basaltfiber
Den naturlige basaltbergarten dannet av vulkanutbrudd brukes som råmateriale, knuses og settes i smelteovnen, varmes opp til en smeltet tilstand på 1450~1500°C, og trekkes raskt gjennom en platina-rhodiumlegering trådtrekningsbøssing og basaltfiber. er produsert på denne måten.
Kort sagt, prosessen med å lage basaltfiber er å "trekke" den harde vulkanske basaltbergarten til silke ved høy temperatur.
Diameteren på basaltfiberen produsert av den eksisterende teknologien kan nå 6~13μm, som er tynnere enn et hårstrå.
Produksjonsprosessen er vist i figuren nedenfor.
Smeltet magma
Tegning
Som et amorft uorganisk silikatstoff har basaltfiber en kort produksjonsperiode, enkel prosess, ingen industrielt avløpsvann og avgass og høy merverdi.Det er kjent som det "grønne nye materialet" i det 21. århundre.
Utmerket ytelse av basaltfiber
De rene naturlige kontinuerlige basaltfibrene er gylne i fargen og fremstår som glatte sylindre med et perfekt sirkulært tverrsnitt.Basaltfiber har høy tetthet og høy hardhet, så den har utmerket slitestyrke og strekkstyrke.Basaltfiber er et amorft stoff, og dens brukstemperatur er vanligvis -269~700°C (mykningspunktet er 960°C).Den er syre- og alkalibestandig, har sterk UV-motstand, lav hygroskopisitet og god miljøbestandighet.I tillegg har den fordelene med god isolasjon, høy temperatur filtrerbarhet, strålingsmotstand og god bølgepermeabilitet, termisk sjokkstabilitet, miljømessig renhet og utmerket forhold mellom strukturell ytelse og strukturell kvalitet.
Tilstrekkelig med råvarer
Basaltfiber lages ved å trekke etter smelting av basaltmalm, og reservene av basaltmalm på jorden og månen er ganske objektive, og kostnadene for råvarer er relativt lave.
Miljøvennlige materialer
Basaltmalm er et naturlig materiale, ingen bor eller andre alkalimetalloksider slippes ut under produksjonsprosessen, så ingen skadelige stoffer blir utfelt i røyken og støvet, og det vil ikke forurense atmosfæren.Dessuten har produktet lang levetid, så det er en ny type grønt aktivt miljøvernmateriale med lav pris, høy ytelse og ideell renslighet.
Høy temperatur og vannmotstand
Driftstemperaturområdet for kontinuerlig basaltfiber er generelt -269~700°C (mykningspunktet er 960°C), mens det for glassfiber er -60~450°C, og maksimal driftstemperatur for karbonfiber kan bare nå 500 °C.Spesielt når basaltfiberen arbeider ved 600°C, kan dens styrke etter brudd fortsatt opprettholde 80 % av sin opprinnelige styrke;når den fungerer ved 860°C uten krymping, kan selv mineralull med utmerket temperaturbestandighet bare opprettholde styrken etter brudd på dette tidspunktet.50%-60%, glassullen er fullstendig ødelagt.Karbonfiber produserer CO og CO2 ved ca. 300°C.Basaltfibre kan opprettholde høy styrke under påvirkning av varmt vann ved 70 °C, og basaltfibre kan miste deler av sin styrke etter 1200 timer.
God kjemisk stabilitet og korrosjonsbestandighet
Den kontinuerlige basaltfiberen inneholder komponenter som K2O, MgO) og TiO2, og disse komponentene er ekstremt fordelaktige for å forbedre fiberens kjemiske korrosjonsbestandighet og vanntette ytelse, og spiller en svært viktig rolle.Sammenlignet med den kjemiske stabiliteten til glassfiber har den flere fordeler, spesielt i alkaliske og sure medier.Basaltfiber kan også opprettholde høyere motstand i mettet Ca(OH)2-løsning og alkaliske medier som sement.Alkaliske korrosjonsegenskaper.
Høy elastisitetsmodul og strekkfasthet
Elastisk modul for basaltfiber er: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, som er høyere enn for alkalifri glassfiber, asbest, aramidfiber, polypropylenfiber og silisiumfiber.Strekkstyrken til basaltfiber er 3800-4800 MPa, noe som er høyere enn for karbonfiber, aramid, PBI-fiber, stålfiber, borfiber og aluminafiber, og kan sammenlignes med S-glassfiber.Basaltfiber har en tetthet på 2,65-3,00 g/cm3 og en høy hardhet på 5-9 på Mohs-skalaen, så den har utmerket slitestyrke og strekkfasthet.Dens mekaniske styrke overgår langt den til naturlige fibre og syntetiske fibre, så det er et ideelt forsterkningsmateriale, og dets utmerkede mekaniske egenskaper er i forkant av de fire høyytelsesfibrene.
Utmerket lydisolering
Kontinuerlig basaltfiber har utmerket lydisolering og lydabsorberende egenskaper.Det kan være kjent fra lydabsorpsjonskoeffisienten til fiberen ved forskjellige frekvenser at dens lydabsorpsjonskoeffisient øker betydelig når frekvensen øker.For eksempel, hvis det lydabsorberende materialet laget av basaltfiber med en diameter på 1-3μm (tetthet 15 kg/m3, tykkelse 30 mm) velges, vil fiberen ikke bli skadet under en lydfrekvens på 100-300 Hz , 400-900 Hz og 1200-7 000 Hz.Lydabsorpsjonskoeffisienten til materialene er 0,05~0,15, 0,22~0.75 og 0,85~0,93, henholdsvis.
Enestående dielektriske egenskaper
Volumresistiviteten til kontinuerlig basaltfiber er en størrelsesorden høyere enn for E-glassfiber, og den har gode dielektriske egenskaper.Selv om basaltmalm inneholder et ledende oksid med en massefraksjon på nesten 0,2, etter spesiell overflatebehandling med et spesielt fuktemiddel, er den dielektriske tapstangenten til basaltfiberen 50 % lavere enn for glassfiber, og volumresistiviteten til fiberen er også høyere enn for glassfiber.
Naturlig silikatkompatibilitet
Den har god spredning med sement og betong, sterk bindekraft, konsistent termisk ekspansjons- og kontraksjonskoeffisient og god værbestandighet.
Lav hygroskopisitet
Hygroskopisiteten til basaltfiber er mindre enn 0,1 %, som er lavere enn for aramidfiber, steinull og asbest.
Lav varmeledningsevne
Den termiske ledningsevnen til basaltfiber er 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, som er lavere enn for aramidfiber, aluminiumsilikatfiber, alkalifri glassfiber, steinull, silisiumfiber, karbonfiber og rustfritt stål.
Sammenlignet med andre fibre har basaltfiber utmerket ytelse i mange aspekter.
| Punkt | Kontinuerlig basaltfiber | Karbonfiber | Aramidfiber | Glassfiber |
| Tetthet/(g•cm-3) | 2,6-2,8 | 1,7-2,2 | 1,49 | 2,5-2,6 |
| Driftstemperatur/℃ | -260~880 | ≤2000 | ≤250 | -60~350 |
| Termisk ledningsevne/(W/m•K) | 0,031-0,038 | 5-185 | 0,04-0,13 | 0,034-0,040 |
| Volummotstand/(Ω•m) | 1×1012 | 2×10-5 | 3×1013 | 1×1011 |
| Lydabsorpsjonskoeffisient /% | 0,9-0,99 | 0,8-0,93 | ||
| Elastikkmodul/GPa | 79,3-93,1 | 230-600 | 70-140 | 72,5-75,5 |
| Strekkfasthet/MPa | 3000-4840 | 3500-6000 | 2900-3400 | 3100-3800 |
| Monofilament Diameter/um | 9-25 | 5-10 | 5-15 | 10-30 |
| Forlengelse ved brudd/% | 1,5-3,2 | 1,3-2,0 | 2,8-3,6 | 2,7-3,0 |
Påføring av basaltfiber
Usynlig
Basaltfiber har egenskapene til høy styrke og høy- og lavtemperaturmotstand, som er svært egnet for overflatematerialekravene til fly og missiler.Samtidig har den egenskapene til bølgeabsorpsjon og magnetisk permeabilitet, som kan realisere radarusynlighet.Så basalt karbonfiber kan delvis erstatte karbonfiber for stealth-fly og missiler.
Skuddsikker
For tiden brukes polyetylenfibre med ultrahøy molekylvekt vanligvis til skuddsikre vester, som har lav varmebestandighet, og deres styrke og modul vil avta under høytemperatursmelting av kuler, noe som vil påvirke den skuddsikre effekten.Derimot har basaltfiber sterk motstand mot høye temperaturer, så dette problemet eksisterer ikke.
Luftfart
Basaltfiber har lav varmeledningsevne og god flammehemming.Arbeidstemperaturområdet er -269°C~700°C, som er motstandsdyktig mot både høye og lave temperaturer.For å møte de krevende kravene til materialer i romfartsfeltet, er de fleste av Russlands romfartsmaterialer laget av dette materialet.
Søknader innen veiteknikk
Basaltfiber har fordelene med høy strekkfasthet, gode mekaniske egenskaper, høy temperaturbestandighet, UV-beskyttelse, syrebestandighet, alkalibestandighet, saltbestandighet og aldringsbestandighet.Sammenlignet med andre fibre er dens omfattende ytelse bedre, og den oppfyller også kravene til materialer innen veiteknikk.Det har derfor blitt brukt flere og flere basaltfiberprodukter i veiteknikk de siste årene.
Varmeisolasjon, temperaturmotstand, brannbeskyttelsesfelt
Basaltfiberen har egenskapene til høy temperaturbestandighet, og kan veves inn i brannsikker duk, som brukes i enkelte brannvernfelt.Den kan også veves inn i en høytemperaturfilterpose for høytemperaturfiltrering og støvfjerning.I tillegg kan den også lages til nålefilt, som brukes i enkelte termisk isolasjonsfelt.
Byggesektoren
Ved å utnytte den utmerkede korrosjonsmotstanden til basaltfiber, kan den blandes med vinyl eller epoksyharpiks gjennom pultrudering, vikling og andre prosesser for å lage en ny type byggemateriale.Dette materialet har høy styrke, utmerket syrebestandighet og korrosjonsbestandighet, og kan brukes i sivilingeniør i stedet for noen stålstenger.Dessuten er ekspansjonskoeffisienten til basaltfiber lik den for betong, og det vil ikke være store temperaturspenninger mellom de to.
Bilfelt
Basaltfiber har en stabil friksjonskoeffisient og kan brukes i enkelte friksjonsforsterkende materialer, for eksempel bremseklosser.På grunn av den høye lydabsorpsjonskoeffisienten kan den brukes på enkelte interiørdeler for å oppnå effekten av lydisolasjon og støyreduksjon.
Petrokjemisk felt
Korrosjonsbestandigheten til basaltfiber gir den unike fordeler innen det petrokjemiske feltet.De vanlige er svingete høytrykksrør kombinert med epoksyharpiks, som har doble effekter av varmekonservering og anti-korrosjon.
Selv om basaltfibre fortsatt har problemer som store svingninger i mineralsammensetning, høye produksjonskostnader, og lav produksjonseffektivitet, er disse problemene både utfordringer og muligheter for utvikling og utnyttelse av basaltfibre.
Med gjennombruddet av innenlandsk basaltfibertegningsteknologi er ytelsen til basaltfiber mer stabil, kostnadene er lavere, og den har et veldig bredt applikasjonsutsikt.
Innleggstid: 14. desember 2022