Kas ir bazalta šķiedra?
Bazalta šķiedra ir nepārtraukta šķiedra, kas izgatavota no dabīgā bazalta iežu kā galvenās izejvielas.Pēc kausēšanas 1450–1500 ℃ temperatūrā to lielā ātrumā izvelk caur platīna-rodija sakausējuma ievilkšanas buksi.Krāsa parasti ir brūna un tai ir metālisks spīdums.Tas sastāv no oksīdiem, piemēram, silīcija dioksīda, alumīnija oksīda, kalcija oksīda, magnija oksīda, dzelzs oksīda un titāna dioksīda.Bazalta šķiedrai ir daudz lielisku īpašību, piemēram, augsta izturība, elektriskā izolācija, izturība pret koroziju, izturība pret augstu temperatūru, pretnovecošanās utt., Un tai ir laba saderība ar vidi un tā nerada sekundāru piesārņojumu.Tāpēc tas ir īsts zaļš augstas veiktspējas jauns vides aizsardzības materiāls.
mana valsts ir norādījusi bazalta šķiedru kā vienu no četrām galvenajām šķiedrām (oglekļa šķiedra, aramīda šķiedra, īpaši augstas molekulmasas polietilēns, bazalta šķiedra) galvenajai attīstībai.Aviācijas un citu jomu vajadzībām ir plašas pielietojuma perspektīvas.
Bazalta šķiedras ražošanas process
Dabisko bazalta iezi, ko veido vulkāna izvirdums, izmanto kā izejvielu, sasmalcina un ievieto kausēšanas krāsnī, uzkarsē līdz kausētam stāvoklim 1450–1500 °C un ātri izvelk caur platīna-rodija sakausējuma stiepļu ievilkšanas buksi un bazalta šķiedru. tiek ražots šādā veidā.
Īsāk sakot, bazalta šķiedras ražošanas process ir cietā vulkāniskā bazalta iežu “ievilkšana” zīdā augstā temperatūrā.
Esošās tehnoloģijas radītās bazalta šķiedras diametrs var sasniegt 6 ~ 13 μm, kas ir plānāks par matu.
Tās ražošanas process ir parādīts zemāk esošajā attēlā.
Kausētā magma
Zīmējums
Bazalta šķiedrai kā amorfai neorganiskai silikāta vielai ir īss ražošanas periods, vienkāršs process, nav rūpniecisko notekūdeņu un izplūdes gāzu, un tai ir augsta pievienotā vērtība.21. gadsimtā tas ir pazīstams kā “zaļi jaunais materiāls”.
Lielisks bazalta šķiedras sniegums
Tīras dabiskās vienlaidus bazalta šķiedras ir zeltainā krāsā un izskatās kā gludi cilindri ar perfekti apaļu šķērsgriezumu.Bazalta šķiedrai ir augsts blīvums un augsta cietība, tāpēc tai ir lieliska nodilumizturība un stiepes izturība.Bazalta šķiedra ir amorfa viela, un tās darba temperatūra parasti ir -269 ~ 700°C (mīkstināšanas temperatūra ir 960°C).Tas ir izturīgs pret skābēm un sārmiem, tam ir spēcīga UV izturība, zema higroskopiskums un laba vides izturība.Turklāt tam ir laba izolācija, augstas temperatūras filtrējamība, starojuma izturība un laba viļņu caurlaidība, termiskā trieciena stabilitāte, vides tīrība un lieliska konstrukcijas veiktspējas attiecība pret konstrukcijas kvalitāti.
Pietiekami daudz izejvielu
Bazalta šķiedra tiek izgatavota, velkot pēc bazalta rūdas kausēšanas, un bazalta rūdas rezerves uz Zemes un Mēness ir diezgan objektīvas, un izejvielu izmaksas ir salīdzinoši zemas.
Videi draudzīgi materiāli
Bazalta rūda ir dabisks materiāls, ražošanas procesā netiek izvadīts bors vai citi sārmu metālu oksīdi, līdz ar to dūmos un putekļos neizgulsnējas kaitīgas vielas, un tas nepiesārņos atmosfēru.Turklāt produktam ir ilgs kalpošanas laiks, tāpēc tas ir jauna veida zaļš aktīvās vides aizsardzības materiāls ar zemām izmaksām, augstu veiktspēju un ideālu tīrību.
Augsta temperatūras un ūdens izturība
Nepārtrauktas bazalta šķiedras darba temperatūras diapazons parasti ir -269–700 ° C (mīkstināšanas temperatūra ir 960 ° C), savukārt stikla šķiedras temperatūra ir -60–450 ° C, un oglekļa šķiedras maksimālā darba temperatūra var sasniegt tikai 500 °C.It īpaši, ja bazalta šķiedra darbojas 600 ° C temperatūrā, tās izturība pēc lūzuma joprojām var saglabāt 80% no sākotnējās stiprības;kad tā darbojas 860°C temperatūrā bez saraušanās, pat minerālvate ar izcilu temperatūras noturību spēj saglabāt tikai šajā laikā izturību pēc lūzuma.50%-60%, stikla vate ir pilnībā iznīcināta.Oglekļa šķiedra ražo CO un CO2 aptuveni 300 ° C temperatūrā.Bazalta šķiedras var saglabāt augstu izturību, iedarbojoties ar karstu ūdeni 70 °C temperatūrā, un bazalta šķiedras var zaudēt daļu savas stiprības pēc 1200 stundām.
Laba ķīmiskā stabilitāte un izturība pret koroziju
Nepārtrauktā bazalta šķiedra satur tādus komponentus kā K2O, MgO) un TiO2, un šie komponenti ir ārkārtīgi izdevīgi, lai uzlabotu šķiedras ķīmisko izturību pret koroziju un ūdensnecaurlaidību, un tiem ir ļoti svarīga loma.Salīdzinot ar stikla šķiedras ķīmisko stabilitāti, tai ir vairāk priekšrocību, īpaši sārmainā un skābā vidē.Bazalta šķiedra var arī uzturēt lielāku pretestību piesātinātā Ca(OH)2 šķīdumā un sārmainā vidē, piemēram, cementā.Sārmu korozijas īpašības.
Augsts elastības modulis un stiepes izturība
Bazalta šķiedras elastības modulis ir: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, kas ir augstāks nekā sārmu nesaturošai stikla šķiedrai, azbesta, aramīda šķiedrai, polipropilēna šķiedrai un silīcija šķiedrai.Bazalta šķiedras stiepes izturība ir 3800–4800 MPa, kas ir augstāka nekā lielas tauvas oglekļa šķiedras, aramīda, PBI šķiedras, tērauda šķiedras, bora šķiedras un alumīnija oksīda šķiedras stiepes izturība, un tā ir salīdzināma ar S stikla šķiedru.Bazalta šķiedras blīvums ir 2,65-3,00 g/cm3 un augsta cietība 5-9 pēc Mosa skalas, tāpēc tai ir lieliska nodilumizturība un stiepes izturība.Tā mehāniskā izturība ievērojami pārsniedz dabisko šķiedru un sintētisko šķiedru izturību, tāpēc tas ir ideāls armatūras materiāls, un tā lieliskās mehāniskās īpašības ir četru augstas veiktspējas šķiedru priekšgalā.
Lieliska skaņas izolācija
Nepārtrauktai bazalta šķiedrai ir lieliskas skaņas izolācijas un skaņas absorbcijas īpašības.No šķiedras skaņas absorbcijas koeficienta dažādās frekvencēs var zināt, ka, palielinoties frekvencei, tās skaņas absorbcijas koeficients ievērojami palielinās.Piemēram, ja tiek izvēlēts skaņu absorbējošs materiāls, kas izgatavots no bazalta šķiedras ar diametru 1-3 μm (blīvums 15 kg/m3, biezums 30 mm), šķiedra netiks bojāta pie audio frekvences 100-300 Hz. , 400-900 Hz un 1200-7 000 HZ.Materiālu skaņas absorbcijas koeficienti ir 0. 05~0.15, 0. 22~0.75 un 0,85 ~ 0,93 attiecīgi.
Izcilas dielektriskās īpašības
Nepārtrauktas bazalta šķiedras tilpuma pretestība ir par vienu pakāpi augstāka nekā E stikla šķiedras pretestība, un tai ir labas dielektriskās īpašības.Lai gan bazalta rūda satur vadošu oksīdu, kura masas daļa ir gandrīz 0,2, pēc īpašas virsmas apstrādes ar īpašu mitrināšanas līdzekli bazalta šķiedras dielektrisko zudumu tangenss ir par 50% mazāks nekā stikla šķiedras, un šķiedras tilpuma pretestība. ir arī augstāks nekā stikla šķiedras.
Dabiskā silikāta saderība
Tam ir laba dispersija ar cementu un betonu, spēcīgs saistīšanas spēks, konsekvents termiskās izplešanās un saraušanās koeficients un laba laika apstākļu izturība.
Zema higroskopiskums
Bazalta šķiedras higroskopiskums ir mazāks par 0,1%, kas ir zemāks nekā aramīda šķiedras, akmens vates un azbesta higroskopiskums.
Zema siltumvadītspēja
Bazalta šķiedras siltumvadītspēja ir 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, kas ir zemāka nekā aramīda šķiedrai, alumīnija silikāta šķiedrai, sārmu nesaturošai stikla šķiedrai, akmens vatei, silīcija šķiedrai, oglekļa šķiedrai un nerūsējošajai šķiedrai. tērauda.
Salīdzinot ar citām šķiedrām, bazalta šķiedrai ir lieliska veiktspēja daudzos aspektos.
| Lieta | Nepārtraukta bazalta šķiedra | Karbona šķiedra | Aramīda šķiedra | Stikla šķiedra |
| Blīvums/(g•cm-3) | 2,6-2,8 | 1,7-2,2 | 1.49 | 2,5-2,6 |
| Darba temperatūra/℃ | -260 ~ 880 | ≤2000. gads | ≤250 | -60 ~ 350 |
| Siltumvadītspēja/(W/m•K) | 0,031-0,038 | 5-185 | 0,04-0,13 | 0,034-0,040 |
| Skaļuma pretestība/(Ω•m) | 1×1012 | 2×10-5 | 3×1013 | 1×1011 |
| Skaņas absorbcijas koeficients /% | 0,9-0,99 | 0,8-0,93 | ||
| Elastīgais modulis/GPa | 79,3-93,1 | 230-600 | 70-140 | 72,5-75,5 |
| Stiepes izturība/MPa | 3000-4840 | 3500-6000 | 2900-3400 | 3100-3800 |
| Monopavediens Diametrs/um | 9-25 | 5-10 | 5-15 | 10-30 |
| Pārrāvuma pagarinājums/% | 1,5-3,2 | 1,3-2,0 | 2,8-3,6 | 2,7-3,0 |
Bazalta šķiedras pielietojums
Neredzams
Bazalta šķiedrai piemīt augstas stiprības un augstas un zemas temperatūras izturības īpašības, kas ir ļoti piemērotas lidmašīnu un raķešu virsmas materiālu prasībām.Tajā pašā laikā tam ir viļņu absorbcijas un magnētiskās caurlaidības īpašības, kas var realizēt radara neredzamību.Tātad bazalta oglekļa šķiedra var daļēji aizstāt oglekļa šķiedru slepenām lidmašīnām un raķetēm.
Ložu necaurlaidīgs
Pašlaik ložu necaurlaidīgajām vestēm parasti tiek izmantotas īpaši augstas molekulmasas polietilēna šķiedras, kurām ir zema karstumizturība, un to izturība un modulis samazināsies ložu kušanas laikā augstā temperatūrā, kas ietekmēs ložu necaurlaidīgo efektu.Turpretim bazalta šķiedrai ir spēcīga augstas temperatūras izturība, tāpēc šī problēma nepastāv.
Aviācija
Bazalta šķiedrai ir zema siltumvadītspēja un laba liesmas slāpēšana.Darba temperatūras diapazons ir -269°C ~ 700°C, kas ir izturīgs gan pret augstām, gan zemām temperatūrām.Lai atbilstu stingrajām prasībām attiecībā uz materiāliem aviācijas un kosmosa jomā, lielākā daļa Krievijas kosmosa materiālu ir izgatavoti no šī materiāla.
Pielietojums ceļu inženierijas jomā
Bazalta šķiedras priekšrocības ir augsta stiepes izturība, labas mehāniskās īpašības, izturība pret augstu temperatūru, UV aizsardzība, skābes izturība, sārmu izturība, sāls izturība un novecošanās izturība.Salīdzinot ar citām šķiedrām, tā visaptverošā veiktspēja ir labāka, un tā atbilst arī prasībām attiecībā uz materiāliem ceļu inženierijas jomā.Tāpēc pēdējos gados ceļu inženierijā tiek izmantoti arvien vairāk bazalta šķiedras izstrādājumu.
Siltumizolācija, temperatūras izturība, ugunsdrošības lauks
Bazalta šķiedrai ir augstas temperatūras izturības īpašības, un to var ieaust ugunsdrošā drānā, ko izmanto dažās ugunsdrošības jomās.To var arī ieaust augstas temperatūras filtra maisiņā augstas temperatūras filtrēšanai un putekļu noņemšanai.Turklāt no tā var izgatavot arī adatu filcu, ko izmanto dažās siltumizolācijas jomās.
Būvniecības nozare
Izmantojot bazalta šķiedras lielisko izturību pret koroziju, to var savienot ar vinila vai epoksīda sveķiem, izmantojot pultrūziju, tinumu un citus procesus, lai izveidotu jauna veida būvmateriālus.Šim materiālam ir augsta izturība, lieliska izturība pret skābēm un izturība pret koroziju, un to var izmantot civilajā inženierijā dažu tērauda stieņu vietā.Turklāt bazalta šķiedras izplešanās koeficients ir līdzīgs betona izplešanās koeficientam, un starp tiem nebūs lielas temperatūras spriedzes.
Automobiļu joma
Bazalta šķiedrai ir stabils berzes koeficients, un to var izmantot dažos berzi pastiprinošos materiālos, piemēram, bremžu klučos.Pateicoties augstajam skaņas absorbcijas koeficientam, to var izmantot dažām iekšējām daļām, lai panāktu skaņas izolācijas un trokšņa samazināšanas efektu.
Naftas ķīmijas lauks
Bazalta šķiedras izturība pret koroziju sniedz tai unikālas priekšrocības naftas ķīmijas jomā.Izplatītākās ir uztīšanas augstspiediena caurules, kas apvienotas ar epoksīda sveķiem, kurām ir divējāda siltuma saglabāšanas un pretkorozijas iedarbība.
Lai gan bazalta šķiedrām joprojām ir problēmas, piemēram, lielas minerālu sastāva svārstības, augstas ražošanas izmaksas un zema ražošanas efektivitāte, šīs problēmas ir gan izaicinājumi, gan iespējas bazalta šķiedru izstrādei un izmantošanai.
Līdz ar vietējās bazalta šķiedras vilkšanas tehnoloģijas izrāvienu bazalta šķiedras veiktspēja ir stabilāka, izmaksas ir zemākas, un tai ir ļoti plaša pielietojuma perspektīva.
Izlikšanas laiks: 14. decembris 2022