Какво е базалтово влакно?
Базалтовите влакна са непрекъснато влакно, направено от естествена базалтова скала като основна суровина. След топене на 1450 - 1500 ℃, тя се изтегля през платина - Rhodium сплав втурна втулка с висока скорост. Цветът обикновено е кафяв и има метален блясък. Съставен е от оксиди като силициев диоксид, алуминиев оксид, калциев оксид, магнезиев оксид, железен оксид и титанов диоксид. Базалтовите влакна имат много отлични свойства като висока якост, електрическа изолация, устойчивост на корозия, висока температурна устойчивост, анти - стареене и др., И има добра съвместимост с околната среда и не произвежда вторично замърсяване. Следователно, това е истински зелен висок - Нов материал за защита на околната среда.
Моята страна е посочила базалтовите влакна като едно от четирите основни влакна (въглеродни влакна, арамидни влакна, ултра - полиетилен с високо молекулно тегло, базалтово влакно) за ключово развитие. Нуждите на авиацията и други области имат широки перспективи за приложение.
Производственият процес на базалтово влакно
Естествената базалтова скала, образувана от вулканично изригване, се използва като суровина, натрошена и поставена в топящата се пещ, нагрява се до разтопено състояние от 1450 ~ 1500 ° C и бързо се начертава през платина - Rhodium Alloy тел за рисуване на тел и базалтово фибри се произвежда по този начин.
Накратко, процесът на приготвяне на базалтови влакна е да се „изтегли“ твърдата вулканична базалтова скала в коприна при висока температура.
Диаметърът на базалтовото влакно, произведено от съществуващата технология, може да достигне 6 ~ 13 μm, което е по -тънка от косата.
Производственият му процес е показан на фигурата по -долу.
Разтопена магма
Рисуване
Като аморфно неорганично силикатно вещество, базалтовите влакна имат кратък производствен период, прост процес, без промишлени отпадни води и отпадъчни газове и висока добавена стойност. Известен е като „Зеленият нов материал“ през 21 век.
Отлично изпълнение на базалтовите влакна
Чистите естествени непрекъснати базалтови влакна са златисти на цвят и се появяват като гладки цилиндри с перфектно кръгъл кръст - секция. Базалтовите влакна имат висока плътност и висока твърдост, така че има отлична устойчивост на износване и якост на опън. Базалтовото влакно е аморфно вещество и температурата на обслужването му обикновено е - 269 ~ 700 ° C (точката на омекване е 960 ° C). Той е устойчив на киселина и алкал, има силна UV резистентност, ниска хигроскопичност и добра екологична устойчивост. В допълнение, той има предимствата на добрата изолация, високотемпературната филтрируемост, съпротивлението на радиацията и добрата пропускливост на вълната, стабилността на термичния шок, чистотата на околната среда и отличното съотношение на структурните характеристики към структурното качество.
Достатъчно суровини
Базалтовите влакна се правят чрез рисуване след топене на базалтова руда, а резерватите на базалтова руда на земята и луната са доста обективни, а цената на суровините е сравнително ниска.
Екологични материали
Базалтовата руда е естествен материал, по време на производствения процес не се изхвърля бор или други алкални метални оксиди, така че в процеса на производство не се утаяват вредни вещества в дима и праха и няма да замърси атмосферата. Освен това продуктът има дълъг експлоатационен живот, така че е нов тип зелен активен материал за опазване на околната среда с ниска цена, висока производителност и идеална чистота.
Висока температура и водоустойчивост
Диапазонът на работна температура на непрекъснатите базалтови влакна обикновено е - 269 ~ 700 ° C (точката на омекване е 960 ° C), докато тази на стъклените влакна е - 60 ~ 450 ° C, а максималната работна температура на въглеродните влакна може да достигне само 500 ° C. Особено когато базалтовото влакно работи при 600 ° C, якостта му след счупване все още може да поддържа 80% от първоначалната си якост; Когато работи при 860 ° С без свиване, дори минералната вълна с отлична температурна устойчивост може да се поддържа само в този момент силата след счупване. 50%- 60%, стъклената вата е напълно унищожена. Въглеродните влакна произвеждат CO и CO2 при около 300 ° C. Базалтовите влакна могат да поддържат висока якост под действието на гореща вода при 70 ° С, а базалтовите влакна могат да загубят част от силата си след 1200 часа.
Добра химическа стабилност и устойчивост на корозия
Непрекъснатото базалтово влакно съдържа компоненти като K2O, MGO) и TiO2, а тези компоненти са изключително полезни за подобряване на химическата устойчивост на корозия и водоустойчива характеристика на фибрите и играят много важна роля. В сравнение с химическата стабилност на стъклените влакна, той има повече предимства, особено в алкална и кисела среда. Базалтовите влакна също могат да поддържат по -висока устойчивост в наситен разтвор на CA (OH) 2 и алкална среда като цимент. Алкални свойства на корозия.
Висока модул на еластичност и якост на опън
Еластичният модул на базалтовите влакна е: 9100 kg/mm - 11000 kg/mm, което е по -високо от този на алкални - свободни стъклени влакна, азбест, арамидни влакна, полипропиленови влакна и силиконови влакна. Якостта на опън на базалтовите влакна е 3800 - 4800 MPa, което е по -високо от тази на големи - теглени въглеродни влакна, арамид, PBI влакна, стоманени влакна, бор от влакна и алуминиево влакно и е сравнима с S стъклени влакна. Базалтовите влакна имат плътност 2,65 - 3,00 g/cm3 и висока твърдост от 5 - 9 по скалата на MOHS, така че има отлична устойчивост на износване и якост на опън. Механичната му якост далеч надвишава тази на естествените влакна и синтетичните влакна, така че е идеален армировствен материал, а отличните му механични свойства са начело на четирите висококачествени влакна.
Отлична звукова изолация
Непрекъснатите базалтови влакна имат отлични звукови изолационни и звукови абсорбционни свойства. Може да се знае от коефициента на абсорбция на звука на влакното при различни честоти, че коефициентът на абсорбция на звука се увеличава значително с увеличаване на честотата. Например, ако звукът - абсорбиращ материал, изработен от базалтово влакно с диаметър 1 - 3 μm (плътност 15 kg/m3, дебелина 30 mm), влакното няма да се повреди при условие на аудио честота от 100 - 300 Hz, 400 - 900 Hz и 1200 - 7 000 Hz. Коефициентите на абсорбция на звука на материалите са 0. 05 ~ 0.15, 0. 22 ~ 0. 75 и 0.85 ~ 0.93, съответно.
Изключителни диелектрични свойства
Съпротивлението на обема на непрекъснато базалтово влакно е с порядък по -висок от този на E стъклото и има добри диелектрични свойства. Въпреки че базалтовата руда съдържа проводим оксид с масова част от близо 0,2, след специална повърхностна обработка със специален намокрящ агент, допиращата на диелектричната загуба на базалтовото влакно е с 50% по -ниска от тази на стъкленото влакно, а обемното съпротивление на влакното също е по -високо от това на стъклените влакна.
Естествена съвместимост с силикат
Той има добра дисперсия с цимент и бетон, силна сила на свързване, постоянно термично разширяване и коефициент на свиване и добра устойчивост на времето.
Ниска хигроскопичност
Хигроскопичността на базалтовите влакна е по -малка от 0,1%, което е по -ниско от тази на арамидните влакна, скалата и азбеста.
Ниска топлопроводимост
Термичната проводимост на базалтовото влакно е 0,031 W/m · K - 0,038 W/M · K, която е по -ниска от тази на арамидните влакна, алуминиево силикатно влакно, алкални - Безплатни стъклени влакна, скална вълна, силиконова влакна, въглеродни влакна и неръждаема стомана.
В сравнение с други влакна, базалтовите влакна имат отлични показатели в много аспекти.
Артикул | Непрекъснато базалтово влакно | Въглеродни влакна | Арамидни влакна | Стъклени влакна |
Плътност/(g • cm - 3) | 2.6 - 2.8 | 1.7 - 2.2 | 1.49 | 2.5 - 2.6 |
Работна температура/℃ | - 260 ~ 880 | ≤2000 | ≤250 | - 60 ~ 350 |
Топлинна проводимост/(w/m • k) | 0,031 - 0,038 | 5 - 185 | 0,04 - 0,13 | 0,034 - 0,040 |
Съпротивление на силата на звука/(ω • m) | 1 × 1012 | 2 × 10-5 | 3 × 1013 | 1 × 1011 |
Коефициент на абсорбция на звука/% | 0.9 - 0.99 | 0.8 - 0.93 | ||
Еластичен модул/GPA | 79.3 - 93.1 | 230 - 600 | 70 - 140 | 72.5 - 75.5 |
Якост на опън/MPA | 3000 - 4840 | 3500 - 6000 | 2900 - 3400 | 3100 - 3800 |
Диаметър на монофиламент/хм | 9 - 25 | 5 - 10 | 5 - 15 | 10 - 30 |
Удължение при почивка/% | 1.5 - 3.2 | 1.3 - 2.0 | 2.8 - 3.6 | 2.7 - 3.0 |
Прилагане на базалтово влакно
Невидим
Базалтовите влакна имат характеристиките на висока якост и висока и ниска температурна устойчивост, което е много подходящо за изискванията на повърхностния материал на въздухоплавателни средства и ракети. В същото време той има характеристиките на абсорбцията на вълната и магнитната пропускливост, които могат да реализират радарната невидимост. Така базалтовите въглеродни влакна могат частично да заменят въглеродните влакна за стелт самолет и ракети.
Бронепропускащо
Понастоящем полиетиленовите влакна с високо молекулно тегло обикновено се използват за бронежилетни жилетки, които имат ниска устойчивост на топлина и тяхната сила и модул ще намалеят при високата температура на топене на куршуми, което ще повлияе на ефекта на бронежилетия. За разлика от тях, базалтовите влакна имат силна висока температурна устойчивост, така че този проблем не съществува.
Аерокосмическо пространство
Базалтовите влакна имат ниска топлопроводимост и добра забавяне на пламъка. Работният температурен диапазон е - 269 ° C ~ 700 ° C, който е устойчив както на високи, така и на ниски температури. За да отговарят на взискателните изисквания за материали в аерокосмическото поле, повечето от аерокосмическите материали са направени от този материал.
Приложения в областта на пътното инженерство
Базалтовите влакна имат предимствата на високата якост на опън, добрите механични свойства, високотемпературната устойчивост, UV защита, киселинната устойчивост, алкалната устойчивост, устойчивостта на сол и устойчивостта на стареене. В сравнение с други влакна, неговата цялостна ефективност е по -добра, а също така отговаря на изискванията за материали в областта на пътното инженерство. Следователно през последните години се използват все повече продукти от базалтови влакна в пътното инженерство.
Топлинна изолация, температурно съпротивление, пожарна защита
Базалтовото влакно има характеристиките на високотемпературната устойчивост и може да се вплете в огнеупорен плат, който се използва в някои полета за противопожарна защита. Той също може да бъде вплетен във висока - Температурна филтърна торбичка за висока температура филтрация и отстраняване на прах. В допълнение, той може да се превърне и в филц за игла, който се използва в някои полета за топлинна изолация.
Строителен сектор
Използвайки отличната корозионна устойчивост на базалтовите влакна, тя може да се съчетава с винилова или епоксидна смола чрез пултрузия, намотка и други процеси, за да се направи нов тип строителен материал. Този материал има висока якост, отлична киселинна устойчивост и устойчивост на корозия и може да се използва в строителството вместо някои стоманени пръти. Освен това коефициентът на разширяване на базалтовите влакна е подобен на този на бетона и няма да има голям температурен стрес между двете.
Автомобилно поле
Базалтовото влакно има стабилен коефициент на триене и може да се използва в някои материали за подобряване на триенето, като спирачни накладки. Поради високия коефициент на абсорбция на звука, той може да се използва на някои вътрешни части за постигане на ефекта от звуковата изолация и намаляване на шума.
Нефтохимическо поле
Корозионната устойчивост на базалтовите влакна му дава уникални предимства в нефтохимическото поле. Общите са навиващи се с високи - тръби за налягане, комбинирани с епоксидна смола, които имат двойни ефекти от запазването на топлина и анти - корозия.
Въпреки че базалтовите влакна все още имат проблеми като големи колебания в минералния състав, високите производствени разходи и ниската ефективност на производството, тези проблеми са както предизвикателства, така и възможности за развитие и използване на базалтовите влакна.
С пробив на домашната технология за рисуване на базалтови влакна, производителността на базалтовите влакна е по -стабилна, цената е по -ниска и има много широка перспектива за приложение.
Време за публикация: Дек - 14 - 2022