点石成金的材料--玄武岩连续纤维

被科学家们誉为21世纪一种新材料的玄武岩连续纤维及其复合材料,性能优异,替代性强,应用领域广。玄武岩连续纤维是以单一的天然玄武岩矿石为原料,将矿石破碎后加入熔窑中,在1450℃~1500℃高温下熔融后,通过喷丝板拉伸成连续纤维,以玄武岩连续纤维为增强体可以制成各种新型复合材料。玄武岩矿石主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2等多种氧化物组成,因此,玄武岩纤维在许多技术指标方面优于玻璃纤维,其使用温度范围为:-269℃~900℃,玻璃纤维为-60℃~450℃。用玄武岩连续纤维增强的复合材料,在很多方面可以与S-玻璃纤维或芳纶复合材料媲美。

玄武岩连续纤维具有高力学强度、低导热系数、良好的热振稳定性、防火性、耐腐蚀性、耐用性和环保洁净性,材料自身质量轻,结构性能与结构质量的比值优良,广泛应用于工业和民用建筑行业中,利用现代专用技术生产不同结构建筑材料,从根本上大幅度地提高建筑质量,增强抗震加固、抗冲击、防火安全性和保暖节能效果。可以以其用来替代钢筋作混凝土建筑结构的增强材料,复合材料可以形成玄武岩纤维层合板、结构复合材料板和各种橡胶制品的增强材料,用玄武岩连续纤维编制物和无捻粗纱制成的土工材料,用来加固堤坝、水电站水坝、高速公路和立交桥等。玄武岩连续纤维及其复合材料还可应用于石油、化工、航空航天、汽车制造、电子和冶金等领域。

 玄武岩连续纤维,是用火山爆发出的玄武岩经1500摄氏度的高温拉丝而成。用玄武岩连续纤维织成布、制成板,用玄武岩连续纤维布或板可制成任意形状的产品,都具有下列功能:

 1. 永久的阻燃性:    极限氧指数(Loi)>70

 2. 特高软化温度:    >1200 ℃

 3. 极高的使用温度:   >880 ℃

 4. 极低的使用温度:   <-260 ℃

 5. 高的断裂强度:    4500MPa

 6. 低的断裂伸长率:   3.1%

 7. 高的弹性模量:    1x104 kg/mm2

 8. 材料密度:      2.6g/cm3

 9. 低的热传导系数:   0.035W/m·K

 10.高的吸音系数:    0.95

 11.低的吸湿性:     0.1%

 12.高的比体积电阻:   1x1012Ω·m

 13.防辐射铅当量:    0.0073mmPb

  此外玄武纤维还具有化学稳定性、物理稳定性、抗紫外线、有吸波功能、有透波功能、无毒性、燃烧无熔滴、燃烧烟密度低、环保无污染等特性。

  由于玄武纤维有极高的使用温度,高的断裂度,高模量,优异的力学、物理、化学功能,极低的热传导系数,高的吸音系数,极低的吸湿性,高的比体积电阻,抗紫外线,吸波功能,防辐射,防电磁,燃烧无熔滴,燃烧烟密度低,环保无污染等功能于一身。

玄武岩连续纤维的主要应用领域介绍如下:

1、碳纤维的低价替代品:碳纤维2005年全世界产量为25000吨/年,预测到 2010年世界碳纤维的需求量会增加到31910t,与2001年相比,增长 78.3%,价格由500元/kg升至3000元/kg,目前我们还买不到该产品。

2、玻璃纤维产品的升级换代(高端替代)产品:中国2004年玻璃纤维的产量为66.25万吨,2005年90万吨,2007年达到160万吨,还不能满足市场的需要。

3、高温过虑材料:用于环保等消烟除尘、水泥收尘、有色金属冶炼等高温过滤设施。

4、耐高温高强度复合材料FRP:可替代碳纤维、芳纶、PBO、E玻纤。

5、用于生产加工纺织产品:单向布、机织布、防火门基布、层压板基布、拉挤型材、缝编织物、3D织物等。

6、用于生产防火材料(高强度、耐高温、燃烧时无毒气、释放时无烟的一种防火材料):如高速火车车箱内地板、墙板、隔板或消防系统的各种防火材料、电缆通道等。

7、动力技术领域:用在核电站、热电站、涡轮、热力厂、蒸汽锅炉、热力管道上绝热保温;还用于热力装置的隔热和消音。

8、交通、运输等产业:高速公路路面材料,防护加固,码头及大坝的增强材料。

9、机械制造业:用作热力设备、加热炉、淬火炉、热管道的隔热材料。

10、航空、航天工业:用作隔热吸音布、发动机和机身及其隔热吸音防潮蒙皮布等。军用机场跑道等的快速施工修复材料。

11、船舶工业:用无机粘合剂粘接的隔热板,用于船上装置、设备、船体、舱壁的隔热隔音。水下运输工具,如蛙人发射器等。

12、汽车制造业:用作汽车消音器、隔热板、隔热屏蔽板、塑料、复合材料的隔热吸音材料。

13、低温冷冻技术和设备领域:用作生产液化气体、液态氧等产品时的保温材料。

14、冶金工业:用作各种炉子、热力设备、交流换热器、回热装置、管道与管线的隔热材料。

15、防火绝热材料:各种防火布、防火窗帘、消防服等。

16、建筑材料制造业:用作组装式房屋和结构、楼板的防寒加热板;用作房屋吊顶、防火隔板、防火墙、防火门,还可用作建筑塑料。

17、过滤器:玄武岩纤维广泛用于制造过滤材料和过滤制品,空气净化过滤器和液体净化过滤器,以及高温过滤器。

18、在1400~1500℃温度下生产出的玄武岩纤维细丝是用水栽法培育食用菌、秧苗时用的理想材料。

19、日用技术领域:用作燃气柜式炉和电热柜式炉、鼓风机、电炉等的密封隔热绝缘材料。

20、建筑加固材料:互联网上百度搜索有692,000个网页,按每个网页使用100 kg / 年计算,年需玄武岩连续纤维约7万吨。

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