Ano ang Basalt Fiber?
Ang basalt fiber ay isang tuluy-tuloy na hibla na gawa sa natural na basalt rock bilang pangunahing hilaw na materyal.Pagkatapos matunaw sa 1450-1500 ℃, ito ay iginuhit sa pamamagitan ng isang platinum-rhodium alloy drawing bushing sa mataas na bilis.Ang kulay ay karaniwang kayumanggi at may metal na kinang.Binubuo ito ng mga oxide tulad ng silicon dioxide, aluminum oxide, calcium oxide, magnesium oxide, iron oxide at titanium dioxide.Ang basalt fiber ay may maraming mahusay na katangian tulad ng mataas na lakas, pagkakabukod ng kuryente, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa mataas na temperatura, anti-aging, atbp., at ito ay may mahusay na pagkakatugma sa kapaligiran at hindi gumagawa ng pangalawang polusyon.Samakatuwid, ito ay isang tunay na berdeng may mataas na pagganap na bagong materyal sa pangangalaga sa kapaligiran.
ang aking bansa ay naglista ng basalt fiber bilang isa sa apat na pangunahing fibers (carbon fiber, aramid fiber, ultra-high molecular weight polyethylene, basalt fiber) para sa pangunahing pag-unlad.Ang mga pangangailangan ng abyasyon at iba pang larangan ay may malawak na prospect ng aplikasyon.
Ang proseso ng paggawa ng basalt fiber
Ang natural na basalt rock na nabuo sa pamamagitan ng pagsabog ng bulkan ay ginagamit bilang hilaw na materyal, dinurog at inilalagay sa natutunaw na hurno, pinainit sa isang molten na estado na 1450~1500°C, at mabilis na iginuhit sa pamamagitan ng platinum-rhodium alloy wire drawing bushing, at basalt fiber ay ginawa sa ganitong paraan.
Sa madaling salita, ang proseso ng paggawa ng basalt fiber ay "iguhit" ang matigas na bulkan na basalt rock sa sutla sa mataas na temperatura.
Ang diameter ng basalt fiber na ginawa ng umiiral na teknolohiya ay maaaring umabot sa 6~13μm, na mas manipis kaysa sa isang buhok.
Ang proseso ng produksyon nito ay ipinapakita sa figure sa ibaba.
Molten Magma
Pagguhit
Bilang isang amorphous inorganic silicate substance, ang basalt fiber ay may maikling panahon ng produksyon, simpleng proseso, walang pang-industriyang waste water at waste gas, at mataas na halaga.Ito ay kilala bilang "berdeng bagong materyal" sa ika-21 siglo.
Napakahusay na pagganap ng basalt fiber
Ang purong natural na tuluy-tuloy na basalt fibers ay ginintuang kulay at lumilitaw bilang makinis na mga cylinder na may perpektong pabilog na cross-section.Ang basalt fiber ay may mataas na density at mataas na tigas, kaya ito ay may mahusay na wear resistance at tensile strength.Ang basalt fiber ay isang amorphous substance, at ang temperatura ng serbisyo nito ay karaniwang -269~700°C (softening point ay 960°C).Ito ay acid at alkali resistant, may malakas na UV resistance, mababang hygroscopicity, at magandang environmental resistance.Sa karagdagan, ito ay may mga pakinabang ng mahusay na pagkakabukod, mataas na temperatura filterability, radiation paglaban at mahusay na wave pagkamatagusin, thermal shock katatagan, kapaligiran kalinisan at mahusay na ratio ng structural pagganap sa structural kalidad.
Sapat na hilaw na materyales
Ang basalt fiber ay ginawa sa pamamagitan ng pagguhit pagkatapos matunaw ang basalt ore, at ang mga reserba ng basalt ore sa lupa at buwan ay medyo layunin, at ang halaga ng mga hilaw na materyales ay medyo mababa.
Mga Materyal na Pangkapaligiran
Ang basalt ore ay isang natural na materyal, walang boron o iba pang alkali metal oxides na ibinubuhos sa panahon ng proseso ng produksyon, kaya walang nakakapinsalang mga sangkap ang namuo sa usok at alikabok, at hindi nito madudumihan ang kapaligiran.Bukod dito, ang produkto ay may mahabang buhay ng serbisyo, kaya ito ay isang bagong uri ng berdeng aktibong materyal na proteksyon sa kapaligiran na may mababang gastos, mataas na pagganap at perpektong kalinisan.
Mataas na temperatura at paglaban ng tubig
Ang operating temperature range ng tuluy-tuloy na basalt fiber ay karaniwang -269~700°C (softening point ay 960°C), habang ang glass fiber ay -60~450°C, at ang maximum operating temperature ng carbon fiber ay maaari lamang umabot sa 500 °C.Lalo na kapag ang basalt fiber ay gumagana sa 600°C, ang lakas nito pagkatapos ng bali ay maaari pa ring mapanatili ang 80% ng orihinal nitong lakas;kapag ito ay gumagana sa 860°C nang walang pag-urong, kahit na ang mineral na lana na may mahusay na paglaban sa temperatura ay maaari lamang mapanatili sa oras na ito ang lakas pagkatapos ng bali.50%-60%, ang glass wool ay ganap na nawasak.Ang carbon fiber ay gumagawa ng CO at CO2 sa humigit-kumulang 300°C.Ang mga basalt fibers ay maaaring mapanatili ang mataas na lakas sa ilalim ng pagkilos ng mainit na tubig sa 70 °C, at ang mga basalt fibers ay maaaring mawalan ng bahagi ng kanilang lakas pagkatapos ng 1200 h.
Magandang chemical stability at corrosion resistance
Ang tuluy-tuloy na basalt fiber ay naglalaman ng mga bahagi tulad ng K2O, MgO) at TiO2, at ang mga sangkap na ito ay lubhang kapaki-pakinabang sa pagpapabuti ng chemical corrosion resistance at waterproof performance ng fiber, at gumaganap ng napakahalagang papel.Kung ikukumpara sa katatagan ng kemikal ng glass fiber, mayroon itong higit na mga pakinabang, lalo na sa alkaline at acidic na media.Ang basalt fiber ay maaari ding mapanatili ang mas mataas na resistensya sa saturated Ca(OH)2 solution at alkaline media gaya ng semento.Mga katangian ng alkali corrosion.
Mataas na modulus ng elasticity at tensile strength
Ang elastic modulus ng basalt fiber ay: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, na mas mataas kaysa sa alkali-free glass fiber, asbestos, aramid fiber, polypropylene fiber at silicon fiber.Ang tensile strength ng basalt fiber ay 3800-4800 MPa, na mas mataas kaysa sa large-tow carbon fiber, aramid, PBI fiber, steel fiber, boron fiber, at alumina fiber, at maihahambing sa S glass fiber.Ang basalt fiber ay may density na 2.65-3.00 g/cm3 at mataas na tigas na 5-9 sa Mohs scale, kaya ito ay may mahusay na wear resistance at tensile strength.Ang mekanikal na lakas nito ay higit na lumampas sa natural fibers at synthetic fibers, kaya ito ay isang perpektong reinforcement material, at ang mahuhusay na mekanikal na katangian nito ay nasa unahan ng apat na high-performance fibers.
Napakahusay na pagkakabukod ng tunog
Ang tuluy-tuloy na basalt fiber ay may mahusay na sound insulation at sound absorption properties.Malalaman mula sa sound absorption coefficient ng fiber sa iba't ibang frequency na ang sound absorption coefficient nito ay tumataas nang malaki habang tumataas ang frequency.Halimbawa, kung pipiliin ang sound-absorbing material na gawa sa basalt fiber na may diameter na 1-3μm (density 15 kg/m3, kapal na 30mm), hindi masisira ang fiber sa kondisyon ng audio frequency na 100-300 Hz. , 400-900 Hz at 1200-7 000 HZ.Ang sound absorption coefficients ng mga materyales ay 0. 05~0.15, 0. 22~0.75 at 0.85~0.93, ayon sa pagkakabanggit.
Natitirang Dielectric Properties
Ang dami ng resistivity ng tuloy-tuloy na basalt fiber ay isang order ng magnitude na mas mataas kaysa sa E glass fiber, at ito ay may magandang dielectric properties.Kahit na ang basalt ore ay naglalaman ng conductive oxide na may mass fraction na halos 0.2, pagkatapos ng espesyal na paggamot sa ibabaw na may espesyal na wetting agent, ang dielectric loss tangent ng basalt fiber ay 50% na mas mababa kaysa sa glass fiber, at ang resistivity ng volume ng fiber. ay mas mataas din kaysa sa glass fiber.
Natural Silicate Compatibility
Ito ay may magandang dispersion na may semento at kongkreto, malakas na puwersang nagbubuklod, pare-pareho ang thermal expansion at contraction coefficient, at magandang weather resistance.
Mababang hygroscopicity
Ang hygroscopicity ng basalt fiber ay mas mababa sa 0.1%, na mas mababa kaysa sa aramid fiber, rock wool at asbestos.
Mababang thermal conductivity
Ang thermal conductivity ng basalt fiber ay 0.031 W/m·K -0.038 W/m·K, na mas mababa kaysa sa aramid fiber, aluminum silicate fiber, alkali-free glass fiber, rock wool, silicon fiber, carbon fiber at stainless bakal.
Kung ikukumpara sa iba pang mga hibla, ang basalt fiber ay may mahusay na pagganap sa maraming aspeto.
| item | Patuloy na Basalt Fiber | Carbon Fiber | Aramid Fiber | Glass Fiber |
| Densidad/(g•cm-3) | 2.6-2.8 | 1.7-2.2 | 1.49 | 2.5-2.6 |
| Operating Temperatura/℃ | -260~880 | ≤2000 | ≤250 | -60~350 |
| Thermal Conductivity/(W/m•K) | 0.031-0.038 | 5-185 | 0.04-0.13 | 0.034-0.040 |
| Paglaban sa Dami/(Ω•m) | 1×1012 | 2×10-5 | 3×1013 | 1×1011 |
| Sound Absorption Coefficient /% | 0.9-0.99 | 0.8-0.93 | ||
| Elastic Modulus/GPa | 79.3-93.1 | 230-600 | 70-140 | 72.5-75.5 |
| Lakas ng makunat/MPa | 3000-4840 | 3500-6000 | 2900-3400 | 3100-3800 |
| Monofilament Diameter/um | 9-25 | 5-10 | 5-15 | 10-30 |
| Pagpahaba Sa Break/% | 1.5-3.2 | 1.3-2.0 | 2.8-3.6 | 2.7-3.0 |
Paglalapat ng basalt fiber
Invisible
Ang basalt fiber ay may mga katangian ng mataas na lakas at mataas at mababang temperatura na pagtutol, na napaka-angkop para sa mga kinakailangan sa materyal sa ibabaw ng sasakyang panghimpapawid at mga missile.Kasabay nito, mayroon itong mga katangian ng wave absorption at magnetic permeability, na maaaring mapagtanto ang invisibility ng radar.Kaya ang basalt carbon fiber ay maaaring bahagyang palitan ang carbon fiber para sa stealth aircraft at missiles.
Hindi tinatablan ng bala
Sa kasalukuyan, ang ultra-high molecular weight polyethylene fibers ay kadalasang ginagamit para sa bulletproof vests, na may mababang init na resistensya, at ang kanilang lakas at modulus ay bababa sa ilalim ng mataas na temperatura ng pagkatunaw ng mga bala, na makakaapekto sa bulletproof effect.Sa kaibahan, ang basalt fiber ay may malakas na paglaban sa mataas na temperatura, kaya ang problemang ito ay hindi umiiral.
Aerospace
Ang basalt fiber ay may mababang thermal conductivity at magandang flame retardancy.Ang hanay ng temperatura ng pagtatrabaho ay -269°C~700°C, na lumalaban sa parehong mataas at mababang temperatura.Upang matugunan ang hinihingi na mga kinakailangan para sa mga materyales sa larangan ng aerospace, karamihan sa mga materyales sa aerospace ng Russia ay gawa sa materyal na ito.
Mga aplikasyon sa larangan ng road engineering
Ang basalt fiber ay may mga pakinabang ng mataas na lakas ng makunat, mahusay na mekanikal na katangian, mataas na temperatura na paglaban, proteksyon ng UV, acid resistance, alkali resistance, salt resistance, at aging resistance.Kung ikukumpara sa iba pang mga hibla, ang komprehensibong pagganap nito ay mas mahusay, at nakakatugon din ito sa mga kinakailangan para sa mga materyales sa larangan ng road engineering.Samakatuwid, parami nang parami ang mga produktong basalt fiber na ginagamit sa road engineering nitong mga nakaraang taon.
Insulation ng init, paglaban sa temperatura, larangan ng proteksyon sa sunog
Ang basalt fiber ay may mga katangian ng mataas na temperatura na paglaban, at maaaring habi sa hindi masusunog na tela, na ginagamit sa ilang mga larangan ng proteksyon sa sunog.Maaari rin itong ihabi sa isang high-temperature filter bag para sa mataas na temperatura na pagsasala at pag-alis ng alikabok.Bilang karagdagan, maaari rin itong gawing nadama ng karayom, na ginagamit sa ilang mga larangan ng thermal insulation.
Sektor ng konstruksiyon
Gamit ang mahusay na resistensya ng kaagnasan ng basalt fiber, maaari itong isama sa vinyl o epoxy resin sa pamamagitan ng pultrusion, winding at iba pang mga proseso upang makagawa ng bagong uri ng materyal na gusali.Ang materyal na ito ay may mataas na lakas, mahusay na acid resistance at corrosion resistance, at maaaring gamitin sa civil engineering sa halip na ilang steel bar.Bukod dito, ang koepisyent ng pagpapalawak ng basalt fiber ay katulad ng kongkreto, at walang malaking stress sa temperatura sa pagitan ng dalawa.
Larangan ng sasakyan
Ang basalt fiber ay may stable na friction coefficient at maaaring gamitin sa ilang mga friction enhancing materials, tulad ng mga brake pad.Dahil sa mataas na sound absorption coefficient, maaari itong magamit sa ilang mga panloob na bahagi upang makamit ang epekto ng pagkakabukod ng tunog at pagbabawas ng ingay.
Larangan ng petrochemical
Ang paglaban sa kaagnasan ng basalt fiber ay nagbibigay ito ng mga natatanging pakinabang sa larangan ng petrochemical.Ang mga karaniwan ay paikot-ikot na mga high-pressure na tubo na sinamahan ng epoxy resin, na may dalawahang epekto ng pag-iingat ng init at anti-corrosion.
Bagama't may mga problema pa rin ang mga basalt fibers tulad ng malalaking pagbabago sa komposisyon ng mineral, mataas na gastos sa produksyon, at mababang kahusayan sa produksyon, ang mga problemang ito ay parehong mga hamon at pagkakataon para sa pagbuo at paggamit ng mga basalt fibers.
Sa pambihirang tagumpay ng domestic basalt fiber drawing technology, ang pagganap ng basalt fiber ay mas matatag, ang gastos ay mas mababa, at ito ay may napakalawak na pag-asam ng aplikasyon.
Oras ng post: Dis-14-2022