Νέο ανόργανο πράσινο υλικό ινών υψηλής απόδοσης Basalt Fiber

Τι είναι οι ίνες βασάλτη;
Η ίνα βασάλτη είναι μια συνεχής ίνα κατασκευασμένη από φυσικό βράχο βασάλτη ως κύρια πρώτη ύλη.Μετά την τήξη στους 1450-1500 ℃, τραβιέται μέσω ενός δακτυλίου έλξης από κράμα πλατίνας-ρόδιου σε υψηλή ταχύτητα.Το χρώμα είναι γενικά καφέ και έχει μεταλλική λάμψη.Αποτελείται από οξείδια όπως το διοξείδιο του πυριτίου, το οξείδιο του αργιλίου, το οξείδιο του ασβεστίου, το οξείδιο του μαγνησίου, το οξείδιο του σιδήρου και το διοξείδιο του τιτανίου.Η ίνα βασάλτη έχει πολλές εξαιρετικές ιδιότητες όπως υψηλή αντοχή, ηλεκτρική μόνωση, αντοχή στη διάβρωση, αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αντιγήρανση κ.λπ., και έχει καλή συμβατότητα με το περιβάλλον και δεν παράγει δευτερογενή ρύπανση.Ως εκ τούτου, είναι ένα πραγματικό πράσινο υψηλής απόδοσης νέο υλικό προστασίας του περιβάλλοντος.
Η χώρα μου έχει καταχωρίσει τις ίνες βασάλτη ως μία από τις τέσσερις κύριες ίνες (ίνες άνθρακα, ίνες αραμιδίου, πολυαιθυλένιο εξαιρετικά υψηλού μοριακού βάρους, ίνες βασάλτη) για βασική ανάπτυξη.Οι ανάγκες της αεροπορίας και άλλων τομέων έχουν ευρείες προοπτικές εφαρμογής.
Η διαδικασία παραγωγής ινών βασάλτη
Το φυσικό πέτρωμα βασάλτη που σχηματίζεται από ηφαιστειακή έκρηξη χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη, συνθλίβεται και τοποθετείται στον κλίβανο τήξης, θερμαίνεται σε κατάσταση τήξης 1450~1500°C και τραβιέται γρήγορα μέσω ενός δακτυλίου έλξης σύρματος από κράμα πλατίνας-ρόδιου και ινών βασάλτη παράγεται με αυτόν τον τρόπο.
Εν ολίγοις, η διαδικασία κατασκευής ινών βασάλτη είναι να «τραβήξει» το σκληρό ηφαιστειακό πέτρωμα βασάλτη σε μετάξι σε υψηλή θερμοκρασία.
Η διάμετρος της ίνας βασάλτη που παράγεται από την υπάρχουσα τεχνολογία μπορεί να φτάσει τα 6~13μm, που είναι πιο λεπτή από μια τρίχα.
Η διαδικασία παραγωγής του φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Λιωμένο Μάγμα

Σχέδιο
Ως άμορφη ανόργανη πυριτική ουσία, η ίνα βασάλτη έχει σύντομη περίοδο παραγωγής, απλή διαδικασία, χωρίς βιομηχανικά απόβλητα και απόβλητα αέρια και υψηλή προστιθέμενη αξία.Είναι γνωστό ως το «πράσινο νέο υλικό» στον 21ο αιώνα.

Εξαιρετική απόδοση ινών βασάλτη
Οι καθαρές φυσικές συνεχείς ίνες βασάλτη έχουν χρυσαφί χρώμα και εμφανίζονται ως λείοι κύλινδροι με τέλεια κυκλική διατομή.Οι ίνες βασάλτη έχουν υψηλή πυκνότητα και υψηλή σκληρότητα, επομένως έχουν εξαιρετική αντοχή στη φθορά και αντοχή σε εφελκυσμό.Η ίνα βασάλτη είναι μια άμορφη ουσία και η θερμοκρασία λειτουργίας της είναι γενικά -269~700°C (το σημείο μαλάκυνσης είναι 960°C).Είναι ανθεκτικό στα οξέα και στα αλκάλια, έχει ισχυρή αντοχή στην υπεριώδη ακτινοβολία, χαμηλή υγροσκοπικότητα και καλή αντίσταση στο περιβάλλον.Επιπλέον, έχει τα πλεονεκτήματα της καλής μόνωσης, της ικανότητας φιλτραρίσματος σε υψηλές θερμοκρασίες, της αντοχής στην ακτινοβολία και της καλής διαπερατότητας των κυμάτων, της σταθερότητας θερμικών κραδασμών, της περιβαλλοντικής καθαριότητας και της εξαιρετικής αναλογίας δομικής απόδοσης προς δομική ποιότητα.

Επαρκείς πρώτες ύλες
Οι ίνες βασάλτη κατασκευάζονται με έλξη μετά την τήξη του μεταλλεύματος βασάλτη, και τα αποθέματα μεταλλευμάτων βασάλτη στη γη και το φεγγάρι είναι αρκετά αντικειμενικά και το κόστος των πρώτων υλών είναι σχετικά χαμηλό.
Υλικά φιλικά προς το περιβάλλον
Το μετάλλευμα βασάλτη είναι φυσικό υλικό, δεν απορρίπτεται βόριο ή άλλα οξείδια μετάλλων αλκαλίων κατά τη διαδικασία παραγωγής, επομένως δεν καθιζάνουν επιβλαβείς ουσίες στον καπνό και τη σκόνη και δεν θα μολύνει την ατμόσφαιρα.Επιπλέον, το προϊόν έχει μεγάλη διάρκεια ζωής, επομένως είναι ένας νέος τύπος πράσινου ενεργού υλικού προστασίας του περιβάλλοντος με χαμηλό κόστος, υψηλή απόδοση και ιδανική καθαριότητα.
Υψηλή θερμοκρασία και αντοχή στο νερό
Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας των συνεχών ινών βασάλτη είναι γενικά -269~700°C (σημείο μαλάκυνσης είναι 960°C), ενώ αυτό των ινών γυαλιού είναι -60~450°C και η μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας των ινών άνθρακα μπορεί να φτάσει μόνο τους 500 °C.Ειδικά όταν η ίνα βασάλτη λειτουργεί στους 600°C, η αντοχή της μετά τη θραύση μπορεί να διατηρήσει το 80% της αρχικής της αντοχής.όταν λειτουργεί στους 860°C χωρίς συρρίκνωση, ακόμη και ο ορυκτοβάμβακας με εξαιρετική αντοχή στη θερμοκρασία μπορεί να διατηρήσει αυτή τη στιγμή την αντοχή μόνο μετά τη θραύση.50%-60%, ο υαλοβάμβακας καταστρέφεται ολοσχερώς.Οι ίνες άνθρακα παράγουν CO και CO2 στους 300°C περίπου.Οι ίνες βασάλτη μπορούν να διατηρήσουν υψηλή αντοχή υπό τη δράση του ζεστού νερού στους 70 °C και οι ίνες βασάλτη μπορεί να χάσουν μέρος της αντοχής τους μετά από 1200 ώρες.
Καλή χημική σταθερότητα και αντοχή στη διάβρωση
Η συνεχής ίνα βασάλτη περιέχει συστατικά όπως K2O, MgO) και TiO2, και αυτά τα συστατικά είναι εξαιρετικά ωφέλιμα για τη βελτίωση της αντοχής στη χημική διάβρωση και της αδιάβροχης απόδοσης της ίνας και παίζουν πολύ σημαντικό ρόλο.Σε σύγκριση με τη χημική σταθερότητα των ινών γυαλιού, έχει περισσότερα πλεονεκτήματα, ειδικά σε αλκαλικά και όξινα μέσα.Οι ίνες βασάλτη μπορούν επίσης να διατηρήσουν υψηλότερη αντίσταση σε κορεσμένο διάλυμα Ca(OH)2 και αλκαλικά μέσα όπως το τσιμέντο.Αλκαλικές ιδιότητες διάβρωσης.
Υψηλό μέτρο ελαστικότητας και αντοχή σε εφελκυσμό
Ο συντελεστής ελαστικότητας των ινών βασάλτη είναι: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, που είναι υψηλότερος από αυτόν των ινών γυαλιού χωρίς αλκάλια, του αμιάντου, των ινών αραμιδίου, των ινών πολυπροπυλενίου και των ινών πυριτίου.Η αντοχή σε εφελκυσμό της ίνας βασάλτη είναι 3800-4800 MPa, η οποία είναι υψηλότερη από αυτή των ινών άνθρακα μεγάλης ρυμούλκησης, αραμιδίου, ινών PBI, ινών χάλυβα, ινών βορίου και ινών αλουμίνας και είναι συγκρίσιμη με τις ίνες γυαλιού S.Η ίνα βασάλτη έχει πυκνότητα 2,65-3,00 g/cm3 και υψηλή σκληρότητα 5-9 στην κλίμακα Mohs, επομένως έχει εξαιρετική αντοχή στη φθορά και αντοχή σε εφελκυσμό.Η μηχανική του αντοχή ξεπερνά κατά πολύ αυτή των φυσικών ινών και των συνθετικών ινών, επομένως είναι ιδανικό υλικό ενίσχυσης και οι εξαιρετικές μηχανικές του ιδιότητες βρίσκονται στην πρώτη γραμμή των τεσσάρων ινών υψηλής απόδοσης.
Άριστη ηχομόνωση
Οι συνεχείς ίνες βασάλτη έχουν εξαιρετικές ηχομονωτικές και ηχοαπορροφητικές ιδιότητες.Μπορεί να γίνει γνωστό από τον συντελεστή ηχοαπορρόφησης της ίνας σε διαφορετικές συχνότητες ότι ο συντελεστής ηχοαπορρόφησης αυξάνεται σημαντικά καθώς αυξάνεται η συχνότητα.Για παράδειγμα, εάν επιλεγεί το ηχοαπορροφητικό υλικό από ίνα βασάλτη με διάμετρο 1-3μm (πυκνότητα 15 kg/m3, πάχος 30mm), η ίνα δεν θα καταστραφεί υπό την προϋπόθεση της συχνότητας ήχου 100-300 Hz. , 400-900 Hz και 1200-7 000 HZ.Οι συντελεστές ηχοαπορρόφησης των υλικών είναι 0. 05~0.15, 0. 22~0.75 και 0,85~0,93, αντίστοιχα.
Εξαιρετικές διηλεκτρικές ιδιότητες
Η αντίσταση όγκου της συνεχούς ίνας βασάλτη είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερη από αυτή των ινών γυαλιού Ε και έχει καλές διηλεκτρικές ιδιότητες.Αν και το μετάλλευμα βασάλτη περιέχει ένα αγώγιμο οξείδιο με κλάσμα μάζας σχεδόν 0,2, μετά από ειδική επιφανειακή επεξεργασία με ειδικό διαβρεκτικό παράγοντα, η εφαπτομένη της διηλεκτρικής απώλειας της ίνας βασάλτη είναι 50% χαμηλότερη από αυτή της ίνας γυαλιού και η αντίσταση όγκου της ίνας είναι επίσης υψηλότερο από αυτό των ινών γυαλιού.
Συμβατότητα με φυσικό πυριτικό
Έχει καλή διασπορά με τσιμέντο και σκυρόδεμα, ισχυρή συνδετική δύναμη, σταθερό συντελεστή θερμικής διαστολής και συστολής και καλή αντοχή στις καιρικές συνθήκες.
Χαμηλή υγροσκοπικότητα
Η υγροσκοπικότητα των ινών βασάλτη είναι μικρότερη από 0,1%, η οποία είναι χαμηλότερη από αυτή των ινών αραμιδίου, του πετροβάμβακα και του αμιάντου.
Χαμηλή θερμική αγωγιμότητα
Η θερμική αγωγιμότητα των ινών βασάλτη είναι 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, η οποία είναι χαμηλότερη από αυτή των ινών αραμιδίου, των πυριτικών ινών αλουμινίου, των ινών γυαλιού χωρίς αλκάλια, του πετροβάμβακα, των ινών πυριτίου, των ινών άνθρακα και του ανοξείδωτου ατσάλι.
Σε σύγκριση με άλλες ίνες, οι ίνες βασάλτη έχουν εξαιρετική απόδοση από πολλές απόψεις.