玄武岩纤维

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玄武岩纤维报告

玄武岩纤维报告

玄武岩纤维报告1. 简介玄武岩纤维是一种由玄武岩原材料制成的纤维材料。

玄武岩是一种火山岩,主要由辉石和斜长石组成。

它具有优良的物理和化学性质,因此在许多领域中得到广泛应用,包括建筑材料、地质勘探、环境保护等。

2. 玄武岩纤维的制备方法玄武岩纤维的制备方法主要包括以下几个步骤: 1. 岩石选矿:选择适合制备玄武岩纤维的玄武岩矿石。

2. 岩石破碎:将岩石矿石进行破碎,得到适当大小的岩石颗粒。

3. 熔融炉炼:将岩石颗粒放入熔融炉中,加热至高温,使岩石熔化。

4.纤维拉制:通过旋转和拉扯熔融的岩石,使其形成纤维状。

5. 纤维固化:将拉制得到的纤维冷却固化。

6. 修整加工:对固化的纤维进行修整和加工,得到符合要求的玄武岩纤维。

3. 玄武岩纤维的性质玄武岩纤维具有以下主要性质: - 高强度和高韧性:玄武岩纤维具有较高的拉伸强度和韧性,能够承受较大的受力。

- 耐高温:玄武岩纤维具有较高的耐高温性能,能够在高温环境下稳定工作。

- 隔热性能:玄武岩纤维具有较好的隔热性能,能够有效阻隔热量传递。

- 耐腐蚀性:玄武岩纤维具有较好的耐腐蚀性,能够抵抗酸碱等腐蚀介质的侵蚀。

- 轻质:相比与金属材料,玄武岩纤维具有较轻的重量,便于搬运和安装。

4. 玄武岩纤维的应用领域由于其优良的性质,玄武岩纤维在许多领域中得到了广泛应用,包括但不限于以下几个方面:4.1 建筑材料玄武岩纤维可以用于制备建筑材料,如玄武岩纤维混凝土、玄武岩纤维板材等。

这些材料具有较高的强度和良好的耐久性,能够用于建筑物的结构加固和装饰。

4.2 地质勘探玄武岩纤维可以用于地质勘探领域,例如制备地质勘探钻头等工具。

其耐高温和耐磨性能使其适用于各种岩层的钻探。

4.3 环境保护玄武岩纤维可以用于环境保护领域,例如制备过滤材料和吸附材料。

其高温稳定性和抗腐蚀性能使其能够在高温和腐蚀性介质中起到过滤和吸附的作用。

5. 玄武岩纤维的未来发展趋势随着科技的进步和应用领域的扩展,玄武岩纤维的未来发展前景非常广阔。

玄武岩纤维

玄武岩纤维

玄武岩纤维玄武岩纤维,是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。

类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。

玄武岩纤维制品有:1,玄武岩纤维无捻粗纱,是用多股平行原丝或单股平行原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品,2,玄武岩纤维纺织纱是由多根玄武岩纤维原丝经过加捻和并股而成的纱线,单丝直径一般≤9µm。

纺织纱大体上可分为织造用纱和其他工业用纱;织造纱是以管纱、奶瓶形筒子纱为主。

3,玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。

纤维上涂有(硅烷)浸润剂。

所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂的首选材料,同时还是增强混凝土的最佳材料。

玄武岩是一种高性能的火山岩组份,这种特殊的硅酸盐,使玄武岩纤维具有优良的耐化学性,特别具有耐碱性的优点。

因此,玄武岩纤维是替代聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)用于增强水泥混凝土的优良材料;也是替代聚酯纤维、木质素纤维等用于沥青混凝土极具竞争力的产品,可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等。

4,将玄武岩纤维纱经过高性能的膨体纱机,制成玄武岩纤维膨体纱。

成型原理是:高速空气流进入成形膨化通道中形成紊流,利用这种紊流作用将玄武岩纤维分散开,使其形成毛圈状纤维,从而赋予玄武岩纤维膨松性,制造成膨体纱。

5,玄武岩纤维布6,玄武岩纤维毡7,玄武岩纤维复合材料玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维相比,除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外,玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能,且性价比好,是一种纯天然的无机非金属材料,也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。

玄武岩纤维及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域结构材料的需求,对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。

玄武岩制纤维

玄武岩制纤维

玄武岩纤维无捻粗纱玄武岩纤维无捻粗纱,是用单股或多股平行连续玄武岩纤维原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品,单丝直径一般在11μm~25μm。

具有高强度、高模量、耐高温、抗辐射等特性。

应用领域:·编织各种单向布、方格布、网格布、土工布·加工成短切纤维用作沥青路面增强、水泥增强、热塑性塑料增强·耐高温低温、高强力、耐化学腐蚀的各种高压管、罐、气瓶的增强材料·加工复合筋材料用于替代钢材的增强骨架材料玄武岩纤维短切纱玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品,单丝直径一般在5.5μm~25μm,长度在6mm~100mm.根据不同的用途表面涂有不同类型的偶联剂。

具有良好的分散性、高温稳定性、低温抗裂性、抗疲劳和抗静电性等性能。

应用领域:·高等级公路沥青路面增强·水泥混凝土构件及道路增强·与树脂复合的增强材料·制作耐高温耐腐蚀过滤针刺毡、水刺毡,面毡用纱玄武岩纤维工业技术织物玄武岩纤维工业技术织物,是由纺织纱或浸透性成带性优良的无捻粗纱而织成的织物,单丝直径一般为5.5μm~13μm ;特别适用于耐高温、耐腐蚀性要求的领域中应用,同树脂、橡胶等有机材料有良好的结合性。

应用领域:·耐高温、耐酸碱过滤收尘织物、特殊电子布基材·防火布、各类工业织物、网布玄武岩连续纤维的总体性能是什么?1、突出的耐温性能玄武岩纤维的使用温度范围为:-269~700℃(最高为960℃),而玻璃纤维为-60~450℃。

它的软化点为960℃。

在400℃温度下工作时,其断裂强度能够保持85%;在600℃温度下工作时,其断裂强度仍能够保持80%的原始强度;如果玄武岩纤维预先在780~820℃温度下进行处理,纤维还能在860℃温度下工作而不会出现收缩。

而即使优良的矿棉此时也只能保持50%~60%的强度,玻璃棉则完全破环。

碳纤维的抗氧化性较差,在300℃有CO和CO2产生;间位芳纶最高使用温度也只有250℃。

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准
摘要:
一、玄武岩纤维概述
二、玄武岩纤维的制备方法
三、玄武岩纤维的性能与特点
四、玄武岩纤维的应用领域
五、玄武岩纤维的标准规范
正文:
一、玄武岩纤维概述
玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成。

玄武岩连续纤维不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。

二、玄武岩纤维的制备方法
玄武岩纤维的制备过程主要包括原料准备、熔融、拉丝和后处理等步骤。

首先将玄武岩矿石进行破碎,然后加入熔炉中,在1450~1500 摄氏度的高温下熔融。

接着,将均匀的熔融物通过拉丝漏板先拉成粗纤维,然后粗纤维由拉丝机拉制成各种规格的连续纤维。

最后,根据后续用途采用不同的浸润剂进行浸润处理,加工形成最终产品。

三、玄武岩纤维的性能与特点
玄武岩纤维的性能介于高强度S 玻璃纤维和无碱E 玻璃纤维之间,具有
较高的强度、耐高温性能好、耐酸耐碱、抗紫外线性能强等特点。

与玻璃纤维、碳纤维、芳纶等其他高性能纤维相比,玄武岩纤维不仅力学性能佳,而且具有很多优异功能性。

四、玄武岩纤维的应用领域
玄武岩纤维在我国重点开发的四大类纤维之一,以其为原料制备的各类产品在国防军工、航空航天、消防、环保、汽车制造、石油化工、电力电子、体育、医疗、土木工程等领域得到了大量应用。

玄武岩纤维

玄武岩纤维
性能 密度 拉伸强 弹性模 断裂伸 (g/c 度/MPa 量 长率 /GPa /% m3 )
2.65~3.05 1.44 1.78 3000~3500 2578~3034 2500~3500 79.3~93.1 124~131 230~240 3.2 2.3 1.2
最高使 用温度 /℃
650 250 500
玄武岩的发展
(1)玄武岩连续纤维作为一种新型绿 色环保材料出现在20世纪60年代初. (2)从70年代起,美国和德国的科学 家先后对玄武岩纤维的制备进行了大 量的研究。
玄武岩纤维的概念
玄武岩纤维,是以纯 天然火山岩为原料在 1450℃~1500℃熔融 后,通过铂铑合金拉 丝漏板高速拉制而成 的连续纤维。类似于 玻璃纤维,其性能介于 高强度S玻璃纤维和无 碱E玻璃纤维之间。
玄武岩纤维的组成与结构
玄武岩纤维的密度在2.6-3.05g/cm3 之间,主 要组分如表格所示
玄武岩纤维主要组分含量
组分 SiO₂ Al2O3 CaO FeO MgO Na2O Fe2O3 K2O TiO2 P2O5
含量
51.4
14.83
10.26
8.47
5.92
2.42
1.73
1.20
0.84
0.32
化学成 分 最低 最高 SiO₂ Al2O3 FeO CaO Fe2O3 5 15 6 12 MgO TiO2 Na2o k 2o 2.5 6.0 其他混 合物 2.0 3.5
45 60
120
生产工艺步骤
原料制备 粉碎
池窑内高温熔融
铂合金
漏板成形
拉丝
侵润剂
退解工艺
加工成纤
玄武岩纤维 凯拉夫49 碳纤维

玄武岩纤维介绍

玄武岩纤维介绍

玄武岩纤维1 玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fibre 简称BF)是以天然的基性玄武岩矿石为原料,将其破碎后加入熔窑中,在1450~1500 ℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的纤维,是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。

纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。

矿物纤维在沥青混合料中的应用在国外已经形成规模。

美国在1991年开始使用玄武岩矿物纤维,并在美国第一条SMA沥青路面——乔治亚州的州际公路上使用了Fiberand公司的道路专用矿物纤维,获得了很好的评价。

随后,矿物纤维在其他州也得到推广,并且因为其有利于沥青混合料的再生利用而逐渐有主导市场的倾向。

虽然我国早就已经具备相当的矿物纤维生产能力,但是道路专用矿物纤维仍然依靠进口,其售价介于木质素纤维同进口聚合物化学纤维之间。

只是,同木质素纤维和聚合物化学纤维相比,矿物纤维的应用还很少,没有形成市场规模及相应的技术积累。

最近,国内有一些科研院所会同材料公司开始合作开发道路专用矿物纤维,并已经有产品面世。

由于生产新的矿物纤维同原来的石棉纤维、岩棉纤维及玻璃纤维设备相似,只是原料和技术指标需要进行相应转换,因此,专家预测,国产道路专用矿物纤维会很快得到发展并开拓其市场。

图1 玄武岩纤维外观2 沥青路面用玄武岩纤维主要性能1) 具有极大的比表面积:纤维极细,平均直径5μ呈三维状分布。

在沥青混合料中起吸附、稳定和加筋作用。

2) 表面浸润性好:与沥青能很好地粘合。

在沥青中的分散性好,可确保对沥青的加筋加强作用,也可作为沥青的载体增大沥青用量,防止沥青流失。

3) 力学性能优异:具有很高的抗拉强度,可有效增强、增韧沥青混合料。

4) 工作温度范围大:熔点1500℃,纤维性能不受沥青混合料高温拌合影响,适应路面的各种高低温工作环境。

5) 化学稳定性好:拌合时不与沥青产生任何化学反应,适应沥青路面的各种酸碱工作环境。

6) 抗老化性能好:不老化、不变质退化。

玄武岩纤维

玄武岩纤维

玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fiber)是玄武岩石料在1450 C〜1500 C熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。

类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。

玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成的。

玄武岩连续纤维不仅稳定性好,而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。

此外,玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少,对环境污染小,产品废弃后可直接转入生态环境中,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。

我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一,在我国基本上实现了工业化生产。

玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。

玄武岩纤维表面较光滑,表面能较低,经过表面改性后,其表面增加纳米SiO2粒子,有效地提高纤维表面粗糙度,增加了微生物与载体间的有效接触面积;改性后表面有阳离子的存在,载体表面电位升高,载体表面带正电荷,利用静电吸力促进微生物固定,有利于微生物固定化;改性后表面的活性官能团,增加了载体的表面能,所含有羟基、羰基或羧基等,对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。

通过玄武岩纤维载体表面改性,使其具有良好的亲水性和微生物负载性能,使之能够负载更多的生物量,且长时间保持较高的微生物活性,从而实现更有效通过生物膜法降解水体中污染物。

玄武岩的发展(1 )玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。

(2 )从70年代起,美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大量的研究。

玄武岩纤维的组成与结构玄武岩纤维的密度在2.6~3.05g/cm 3之间,主要组分如下表所示。

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准玄武岩纤维是一种由玄武岩熔融纤维化制备而成的高性能纤维材料。

玄武岩纤维具有很高的拉伸强度、高模量、良好的耐热性和耐腐蚀性能,被广泛应用于建筑材料、航空航天、汽车制造和环境保护等领域。

对于玄武岩纤维的质量控制和应用标准制定非常重要,以下是一些相关参考内容。

一、纤维化过程控制标准:1. 玄武岩原料筛选标准:玄武岩作为原料,需具备一定的化学成分和物理特性。

通常应具有高硅、低铁、低钠和低碳等特点,在筛选过程中需要严格控制化学成分的范围。

2. 熔融纤维化过程控制标准:熔融纤维化是将玄武岩原料经过高温熔融,然后通过喷射或旋转来拉丝纤维,需要控制的参数包括熔融温度、喷射速度、纺丝速度等。

通过对熔融纤维化过程的控制,可以确保纤维的均匀性和一致性。

二、纤维物理性能标准:1. 拉伸强度:玄武岩纤维的拉伸强度是衡量纤维抗张应力能力的关键指标,需要按照相关测试标准确定纤维的最大拉伸负荷和断裂强度。

2. 模量:纤维的模量是衡量纤维刚度和弹性能力的指标,需要按照相关测试标准确定纤维的弹性模量。

3. 密度:纤维的密度直接影响到其质量和性能,需要按照相关测试标准确定纤维的密度值。

三、耐热性能标准:1. 纤维的熔点和热稳定性:纤维需要在高温环境下保持较好的力学性能,需要按照相关测试标准确定纤维的熔点和热稳定性。

2. 纤维的热导率:纤维的热导率决定了其散热性能,需要按照相关测试标准确定纤维的热导率。

四、耐腐蚀性能标准:1. 纤维的酸碱性:纤维需要具备一定的酸碱抗腐蚀性能,需要按照相关测试标准确定纤维在不同酸碱溶液中的性能表现。

2. 纤维的湿强度:纤维在湿润环境中的强度表现需要按照相关测试标准进行测试。

以上是玄武岩纤维标准的一些相关参考内容。

这些标准的制定对于确保玄武岩纤维的质量和性能非常重要,有助于保证其在各个应用领域中能够发挥出最佳的效果。

在实际应用中,标准的制定和执行还需要根据具体情况进行调整和完善。

玄武岩纤维特性及简介

玄武岩纤维特性及简介

玄武岩纤维特性及简介
玄武岩纤维(Basalt fiber)是以玄武岩矿物为原料,利用特殊的技术
及原理,经过熔融、拉伸、形成的细纤维,它是一种类似玻纤维的复合材料,其质量与性能里面优于其他复合材料,其性能及应用非常广泛,如制
造航空航天、车辆、塑料和化学行业的复合材料、土建工程的材料及自行
车及公路车的车架、等等。

1.高抗拉强度。

玄武岩纤维具有超高的抗拉强度,芳纶和氨纶的抗拉
强度是它的2-3倍;耐热性较好,属耐热高分子纤维,最高耐热温度可
达700℃以上,真空和软环境下也可以使用。

2.良好的抗紫外线性和耐腐蚀性。

玄武岩纤维的耐紫外线性能优于芳纶、氨纶、锗纤维等,几乎免受日晒、雨水等天气因素的影响,耐热温度高,可抵抗腐蚀;
3.低线性膨胀系数和较高的横向强度。

玄武岩纤维膨胀系数小,横向
强度高,且抗冲击性能优于玻纤,在航空、航天、车辆、塑料及化学等产
业可广泛应用;
4.低的热膨胀系数和较低的导热系数。

玄武岩纤维的热膨胀系数比玻纤、碳纤维等低,并且具有较低的导热系数,可以起到隔热、保温的作用;。

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准玄武岩纤维(basalt fiber)是一种以玄武岩为原料制备的纤维材料,具有优异的力学性能、化学稳定性和耐高温特性。

玄武岩纤维在建筑、交通运输、航空航天等领域都有广泛的应用。

为确保玄武岩纤维的质量和可靠性,制定了一系列的标准来规范其生产、测试和应用。

1. 生产标准- 玄武岩纤维的原料选择和采集应符合国家或地区相应的规范,确保原料的质量和纯度。

- 制备玄武岩纤维的工艺流程应按照制造商的技术规范进行,包括矿石的破碎、熔融、拉伸和纺织等步骤。

- 生产过程中应监测和控制纤维的直径、长度、拉伸强度和熔点等物理性能,并对成品进行质量检验。

2. 物理性能测试- 纤维直径测定:采用显微镜或扫描电子显微镜等设备,测定玄武岩纤维的直径,判断纤维的均匀性和质量。

- 纤维长度测定:使用拉伸测试机等设备,测定玄武岩纤维的长度分布情况,以评估纤维的可纺性和强度。

- 拉伸强度测试:采用标准拉伸试验方法,测定玄武岩纤维在不同拉伸速度下的断裂强度和断裂伸长率等力学性能指标。

- 纤维熔点测定:使用热分析仪等设备,确定玄武岩纤维的熔点,评估其耐高温性能。

3. 化学稳定性测试- 纤维溶解试验:将玄武岩纤维置于不同浓度的酸碱溶液中,观察纤维的溶解情况,评估其对化学溶液的稳定性。

- 纤维耐候性测试:将玄武岩纤维暴露在自然环境中一定时间,观察纤维的破损情况,判断其耐候性能。

4. 应用标准- 玄武岩纤维在建筑领域应符合相应的建筑材料标准,如抗拉强度、抗压强度、导热系数等。

- 玄武岩纤维在交通运输行业应符合相应的交通材料标准,如耐久性、力学性能等。

- 玄武岩纤维在航空航天领域应符合相应的航空航天材料标准,如耐热性、低烟无毒等。

以上是玄武岩纤维相关的一些标准参考内容。

制定和遵守这些标准可以保证玄武岩纤维的质量和可靠性,促进其在各个领域的广泛应用。

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石提取的纤维材料,具有优异的物理性能和化学稳定性。

它通常用于增强混凝土、土壤和其他构造材料,以提高其强度、耐久性和抗震能力。

玄武岩纤维的性能和质量要求对于确保工程质量和安全至关重要,因此制定了一系列的标准来指导其生产和应用。

1. 玄武岩原料要求:- 成分要求:标准规定了玄武岩纤维的主要化学成分范围,如硅氧化物含量的要求以及其他有害化学物质的限制。

- 物理性质:玄武岩纤维的长度、直径、比表面积和纤维表面形态的要求都需要在标准中明确规定。

2. 纤维性能要求:- 抗拉强度:标准规定了玄武岩纤维在干燥状态下的最小抗拉强度要求,以确保纤维在使用过程中的强度和稳定性。

- 弯曲强度:标准还要求玄武岩纤维在干燥状态下的最小弯曲强度,这有助于避免纤维在应力集中区域出现断裂。

- 其他物理性能:例如纤维的密度、热导率、耐热性以及吸湿性等也需要在标准中进行规定和测试要求。

3. 生产工艺要求:- 纤维化过程:标准应该规定玄武岩纤维的生产工艺和相关设备要求,确保最终产品具有一致的质量和性能。

- 质量控制:标准中应该包含关于玄武岩纤维生产中的质量控制要求,包括原料选择和采样、生产过程中的监控和检测、产品质量测试方法等。

4. 纤维使用指南:- 施工指导:标准可以提供关于玄武岩纤维在不同工程领域的应用指南,以及施工前、施工中和施工后的相关注意事项和建议。

- 行业案例:可以列举一些成功的案例,该介绍玄武岩纤维在实际工程中的应用效果和经验教训。

5. 产品标志和认证:- 产品标识:标准应该规定玄武岩纤维产品的标志和标识要求,以方便用户正确识别和选择合适的材料。

- 认证要求:可以规定相关的检测和认证要求,确保玄武岩纤维产品符合标准要求并能满足工程需求。

通过制定和遵守玄武岩纤维的标准,可以确保其质量稳定、性能可靠,并有助于推广其在不同工程领域的应用。

标准还将有助于提高工程施工的效率和质量,并进一步推动玄武岩纤维这一新型材料的发展和应用。

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准

玄武岩纤维标准玄武岩纤维是一种利用玄武岩这种自然矿石作为原料制成的纤维材料。

玄武岩是一种熔岩或火山碎屑岩,其含量主要是二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化钠和铁氧化物等矿物质。

玄武岩纤维是一种具有耐高温、耐侵蚀和耐候性能的纤维材料,被广泛应用于建筑、航空航天、汽车、冶金、电力等领域。

在玄武岩纤维的制备和应用过程中,需要遵循一系列的标准和规范以确保其质量和性能。

1. GB/T 20671-2006《玄武岩纤维布》:该标准规定了玄武岩纤维布的分类、要求、试验方法、标志、包装、运输和储存等内容。

主要包括纤维布的耐热性能、机械性能、耐碱性能等指标的测试方法和要求。

2. GB/T 14528-2008《无机纤维过滤膜》:该标准规定了玄武岩纤维过滤膜的分类、要求、试验方法、标志、包装、运输和储存等内容。

主要包括过滤膜的过滤效率、气透性、机械性能等指标的测试方法和要求。

3. GB/T 17477-2008《无机纤维增强复合材料》:该标准规定了玄武岩纤维增强复合材料的分类、要求、试验方法、标志、包装、运输和储存等内容。

主要包括复合材料的界面胶合性能、力学性能、耐环境老化性能等指标的测试方法和要求。

4. GB/T 21206-2007《玄武岩石棉性能要求和试验方法》:该标准规定了玄武岩石棉纤维的性能要求和试验方法。

主要包括纤维直径、长度、比表面积、耐热性能、化学稳定性等指标的测试方法和要求。

5. GB/T 21209-2007《玄武岩石棉制品试验方法》:该标准规定了玄武岩石棉制品的试验方法,包括纤维含量、水分含量、灰分含量、烧失量、化学成分、力学性能、耐热性能等指标的测试方法和要求。

此外,还有一些国际标准和行业标准也与玄武岩纤维相关,如ISO 13910:2015《火山岩纤维织物和无织造物》和ASTMC1335-05(2010)《火山岩石棉和其他石棉的标准术语》等。

这些标准和规范对于确保玄武岩纤维的质量稳定性和一致性,以及保证其在各个应用领域的性能可靠性和安全性起到了重要的指导作用。

玄武岩纤维介绍

玄武岩纤维介绍

玄武岩纤维1 玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fibre 简称BF)是以天然的基性玄武岩矿石为原料,将其破碎后加入熔窑中,在1450~1500 ℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的纤维,是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。

纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。

矿物纤维在沥青混合料中的应用在国外已经形成规模。

美国在1991年开始使用玄武岩矿物纤维,并在美国第一条SMA沥青路面——乔治亚州的州际公路上使用了Fiberand公司的道路专用矿物纤维,获得了很好的评价。

随后,矿物纤维在其他州也得到推广,并且因为其有利于沥青混合料的再生利用而逐渐有主导市场的倾向。

虽然我国早就已经具备相当的矿物纤维生产能力,但是道路专用矿物纤维仍然依靠进口,其售价介于木质素纤维同进口聚合物化学纤维之间。

只是,同木质素纤维和聚合物化学纤维相比,矿物纤维的应用还很少,没有形成市场规模及相应的技术积累。

最近,国内有一些科研院所会同材料公司开始合作开发道路专用矿物纤维,并已经有产品面世。

由于生产新的矿物纤维同原来的石棉纤维、岩棉纤维及玻璃纤维设备相似,只是原料和技术指标需要进行相应转换,因此,专家预测,国产道路专用矿物纤维会很快得到发展并开拓其市场。

图1 玄武岩纤维外观2 沥青路面用玄武岩纤维主要性能1) 具有极大的比表面积:纤维极细,平均直径5μ呈三维状分布。

在沥青混合料中起吸附、稳定和加筋作用。

2) 表面浸润性好:与沥青能很好地粘合。

在沥青中的分散性好,可确保对沥青的加筋加强作用,也可作为沥青的载体增大沥青用量,防止沥青流失。

3) 力学性能优异:具有很高的抗拉强度,可有效增强、增韧沥青混合料。

4) 工作温度范围大:熔点1500℃,纤维性能不受沥青混合料高温拌合影响,适应路面的各种高低温工作环境。

5) 化学稳定性好:拌合时不与沥青产生任何化学反应,适应沥青路面的各种酸碱工作环境。

6) 抗老化性能好:不老化、不变质退化。

玄武岩纤维特性及简介

玄武岩纤维特性及简介

玄武岩纤维特性及简介
玄武岩是一种火成岩,主要由辉石和斜长石组成,其中辉石占比较大。

它是地球上最常见的火成岩之一,广泛分布于地壳的上层,是形成板块构
造和地壳演化的重要组成部分。

1.强度和硬度:玄武岩纤维具有很高的拉伸和压缩强度,比许多其他
纤维材料都要好。

它的硬度也很高,能够抵抗外部冲击和磨损。

2.轻质:尽管具有高强度和硬度,玄武岩纤维的密度相对较低,比许
多其他纤维材料如玻璃纤维和碳纤维要轻。

这使得它成为一种理想的结构
材料,可以减轻重量并提高物体的性能。

3.耐高温:玄武岩纤维具有出色的耐高温性能,能够在高达1000摄
氏度以上的温度下保持其力学性能和稳定性。

这使得它在高温环境下的应
用十分广泛。

4.耐腐蚀性:由于玄武岩纤维是由无机材料制成的,因此它对于化学
品和腐蚀性环境具有很强的抵抗能力。

这使得它非常适合在海洋环境、化
学工厂等腐蚀性环境中使用。

5.绝缘性能:玄武岩纤维具有很好的绝缘性能,可以有效地隔离电流
和热量。

这使得它在电子设备、炉炉、储能设备等领域有着广泛的应用。

6.高频特性:玄武岩纤维的高频特性优良,延伸至毫米波和太赫兹波段。

这使得它在通信、雷达等领域有着重要的应用,能够提高系统的传输
性能。

总之,玄武岩纤维是一种具有优异特性的材料,不仅具有高强度、高
硬度、耐高温和耐腐蚀性,而且还具有轻质、绝缘性能和高频特性等。


些特性使得它在各种应用领域都有重要作用。

未来,随着对高性能材料需求的不断增加,玄武岩纤维有望进一步发展和应用。

玄武岩纤维

玄武岩纤维

性能4:电性能
E-玻纤具有良好的电绝缘性能和介电性能,在常温下 其体积电阻率和表面电阻率均大于1011Ω ·m,而玄武岩 连续纤维的体积电阻率和表面电阻率比E-玻纤还要高一个 数量级, 玄武岩纤维的介电损耗角正切与E玻璃纤维相近, 应用专门浸润剂处理过的玄武岩纤维,其介电损耗角正切 比一般玻璃纤维还低50%,可用其制造高压(达250KV)电绝 缘材料、低压(500V)装置、天线整流罩以及雷达无线电装 置等,前景十分广阔,专门浸润剂处理的玄武岩纤维还可用 于制造新型耐热介电材料。
性能3:耐温性能
CBF的使用温度范围为:-260 ~650℃, E纤维的使用温度范围为:-60 ~350℃, CBF 在400℃下工作时,其断后强度能够保持85%;在 600℃下工作时,其断后强度仍能够保持80%的原始强度; CBF 预先在780~820 ℃下进行处理,还能在860℃下 工作而不会出现收缩,而即使耐温性优良的矿棉此时也只能 保持50%~60%的强度,玻璃棉则完全破坏。碳纤维的抗氧 化性较差,在300 ℃有CO2 和CO产生;间位芳纶最高使用 温度也只有250℃。
玄武岩纤维(CBF)的形成
• 玄武岩纤维是以天然的火山喷出岩作为原料,将其破碎 后加入熔窑中,在1450—1500°C熔融后,通过铂铑合金 拉丝漏板制成的连续纤维。
• 玄武岩纤维(CBF)的组成
玄武岩纤维的成分几乎囊括了地壳中的所有元素包括 Si,Mg,Fe,Ca,Al,Na,K等主要元素成分,约占99%以上。在 PHLIPS XL30 EDS电子探针能谱仪上进行玄武岩纤维元素 含量的测定,发现其主要成分如下下(原子分数 /%):Si=26.36,Ca=18.93,Al=7.89,Mg=6.90,O=31.81,K=1 .18,Na=1.63,Ti=1· 26,Fe=4.04。

玄武岩纤维

玄武岩纤维

玄武岩纤维调研资料一、玄武岩化学成分众所周知,地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成。

玄武岩属于火成岩中的一种。

火成岩是地下岩浆喷出在地表冷凝后形成的岩石。

火成岩中含SiO2大于65%的为酸性岩,如花岗石,含SiO2小于52%的称为基性岩,如玄武岩。

在两者之间的为中性岩,如安山岩。

玄武岩成分中SiO2含量在44%-52%之间者居多,Al2O3含量在12%-18%之间,FeO和Fe2O3含量在9%-14%之间。

玄武岩属于难熔矿物原料,熔化温度在1500℃之上。

含铁量高,使纤维呈古铜色,其中含有K2O, MgO和TiO2等成分,对提高纤维防水,耐腐蚀性能起了重要的作用。

玄武岩矿石属火山岩浆矿石,它具有天然的化学稳定性,玄武岩矿石是富集的、熔融的和质量均匀的单组元原料。

与玻璃纤维生产不同,玄武岩纤维的生产原料是天然且现成的。

近年来,为筛选适宜于生产连续玄武岩纤维的原料矿石进行过大量的研究工作,尤其是为了生产设定特性(如机械强度、化学和热稳定性、电绝缘性等)的玄武岩纤维,必须采用特定要求的矿石的化学组成和纤维成形性能。

例如:生产连续玄武岩纤维所采用矿石的化学组成范围如表1所示。

大自然已经提供了构成玄武岩矿石的主要能耗,在自然条件下,玄武岩矿石经过富集、化学组份均质化并在地球深部进行熔化等过程。

甚至大自然都考虑到将玄武岩矿石以山岭的形式推列地球表面供人类利用,按统计数据约有1/3的山脉是由玄武岩构成。

根据已掌握的玄武岩矿石化学组成分析数据说明,玄武岩原料几乎遍布全国,价格为20元/吨,原料在玄武岩纤维的生产成本中可以不计成本。

在中国的很多省份都有适合于连续玄武岩纤维生产的矿址,例如:四川、云南、黑龙江、浙江、湖北、海南岛、台湾等省,其中某些省的矿石已经在工业试验装置上生产出连续玄武岩纤维。

中国的玄武岩矿石与欧洲矿石不同,从地质角度考虑,中国的玄武岩矿石比较“年青”,它们不具备很鲜明的特征表现,即所谓的原化矿石的疤痕,通过对中国各省的如四川、黑龙江、云南、浙江、湖北,长江中下游、海南等地区玄武岩矿石的研究说明,在这些玄武岩矿石中不存在原化岩石,在表面上仅有一些典型的黄色的铁的氧化物薄层。

玄武岩纤维

玄武岩纤维
• 图a所示为玄武岩纤维在体 视显微镜下观测的外观形态 图;
• 图b中间位置的黑色原点为 玄武岩纤维经过切片获得的 纤维截面图;
• 宏观结构上,玄武岩纤维的 外观很像一根极细的管子, 呈光滑的圆柱状,其截面呈 完整的圆形
(a) (b)
玄武岩纤维的性能
新型环保材料 物理性能
拉伸强度大 突出的耐温性能 弹性模量 电性能 隔音性 较好的分散性
5.隔音性
❖由表3可见,随着频率增加,其吸声系数增加。 ❖玄武岩连续纤维的吸湿性极低,吸湿能有0·2%~0·3%, 而且吸湿能力不随时间变化玄武岩连续纤维制作的隔音 材料在航空、船舶要低湿性材料的领域有着广阔的前景。
性能6:较好的分散性
❖纤维在混凝土中的分散性极为重要,如果纤维的分散性 不能满足要求,纤维的掺入不但对混凝土或砂浆没有增强增韧 作用相反,会降低混凝土的力学性能和耐久性。
性能4:电性能
E-玻纤具有良好的电绝缘性能和介电性能,在常温下 其体积电阻率和表面电阻率均大于1011Ω·m,而玄武岩 连续纤维的体积电阻率和表面电阻率比E-玻纤还要高一个 数量级, 玄武岩纤维的介电损耗角正切与E玻璃纤维相近, 应用专门浸润剂处理过的玄武岩纤维,其介电损耗角正切 比一般玻璃纤维还低50%,可用其制造高压(达250KV)电绝 缘材料、低压(500V)装置、天线整流罩以及雷达无线电装 置等,前景十分广阔,专门浸润剂处理的玄武岩纤维还可用 于制造新型耐热介电材料。
性能3:耐温性能
CBF的使用温度范围为:-260 ~650℃, E纤维的使用温度范围为:-60 ~350℃, CBF 在400℃下工作时,其断后强度能够保持85%;在 600℃下工作时,其断后强度仍能够保持80%的原始强度; CBF 预先在780~820 ℃下进行处理,还能在860℃下 工作而不会出现收缩,而即使耐温性优良的矿棉此时也只能 保持50%~60%的强度,玻璃棉则完全破坏。碳纤维的抗氧 化性较差,在300 ℃有CO2 和CO产生;间位芳纶最高使用 温度也只有250℃。

创新型高性能纤维——玄武岩纤维

创新型高性能纤维——玄武岩纤维

创新型高性能纤维——玄武岩纤维玄武岩纤维是一种创新型高性能纤维,由玄武岩原料制成。

玄武岩是一种火山岩,主要成分是硅酸盐矿物,含有丰富的铁、镁、钙、钠等元素。

玄武岩纤维具有优异的性能,可以广泛应用于建筑、交通、航空航天和军事等领域。

首先,玄武岩纤维具有高强度和高模量的特点。

由于玄武岩具有坚硬的质地和高度结晶的结构,制成的纤维具有较高的强度。

与其他常见的纤维材料相比,玄武岩纤维的强度和模量更高,可以承受更大的载荷,提供更好的结构支撑能力。

其次,玄武岩纤维具有优异的耐热性能。

由于玄武岩是一种火山岩,具有很高的熔点和抗高温性能。

玄武岩纤维在高温环境下仍能保持较高的强度和稳定性,不易熔化或变形。

这使得玄武岩纤维在航空航天领域具有重要的应用价值,可以用于制造高温环境下的引擎部件和航空器的热防护材料。

此外,玄武岩纤维还具有优异的耐腐蚀性能。

玄武岩纤维不仅能够抵御大气中的腐蚀气体和水分的侵蚀,还能够承受一定浓度的酸、碱溶液的腐蚀。

这种耐腐蚀性使得玄武岩纤维在化工行业中具有广泛的应用前景,可以用于制造耐腐蚀设备和管道等。

此外,玄武岩纤维还具有良好的吸湿性能和抗菌性能。

玄武岩纤维具有较高的亲水性,能够快速吸收和释放水分,保持纤维干燥。

同时,玄武岩纤维还具有抗菌性能,能够有效抑制细菌和真菌的生长,保持纤维的卫生性。

综上所述,玄武岩纤维是一种具有优异性能的创新型高性能纤维。

其高强度、高模量、耐热性、耐腐蚀性、吸湿性和抗菌性等特点,使得玄武岩纤维在建筑、交通、航空航天和军事等领域具有广泛的应用前景。

随着科技的进步和玄武岩纤维制备技术的不断改进,相信玄武岩纤维将会为人们的生活带来更多的创新和便利。

玄武岩纤维

玄武岩纤维

玄武岩纤维调研资料一、玄武岩化学成分众所周知,地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成。

玄武岩属于火成岩中的一种。

火成岩是地下岩浆喷出在地表冷凝后形成的岩石。

火成岩中含SiO2大于65%的为酸性岩,如花岗石,含SiO2小于52%的称为基性岩,如玄武岩。

在两者之间的为中性岩,如安山岩。

玄武岩成分中SiO2含量在44%-52%之间者居多,AI2O3 含量在12%-18%之间,FeO和F62O3含量在9%-14%之间。

玄武岩属于难熔矿物原料,熔化温度在1500C之上。

含铁量高,使纤维呈古铜色,其中含有K2O, MgO和TiO2等成分,对提高纤维防水,耐腐蚀性能起了重要的作用。

玄武岩矿石属火山岩浆矿石,它具有天然的化学稳定性,玄武岩矿石是富集的、熔融的和质量均匀的单组元原料。

与玻璃纤维生产不同,玄武岩纤维的生产原料是天然且现成的。

近年来,为筛选适宜于生产连续玄武岩纤维的原料矿石进行过大量的研究工作,尤其是为了生产设定特性(如机械强度、化学和热稳定性、电绝缘性等)的玄武岩纤维,必须采用特定要求的矿石的化学组成和纤维成形性能。

例如:生产连续玄武岩纤维所采用矿石的化学组成范围如表1所示。

大自然已经提供了构成玄武岩矿石的主要能耗,在自然条件下,玄武岩矿石经过富集、化学组份均质化并在地球深部进行熔化等过程。

甚至大自然都考虑到将玄武岩矿石以山岭的形式推列地球表面供人类利用,按统计数据约有1/3的山脉是由玄武岩构成。

根据已掌握的玄武岩矿石化学组成分析数据说明,玄武岩原料几乎遍布全国,价格为20元/吨,原料在玄武岩纤维的生产成本中可以不计成本。

在中国的很多省份都有适合于连续玄武岩纤维生产的矿址,例如:四川、云南、黑龙江、浙江、湖北、海南岛、台湾等省,其中某些省的矿石已经在工业试验装置上生产出连续玄武岩纤维。

中国的玄武岩矿石与欧洲矿石不同,从地质角度考虑,中国的玄武岩矿石比较“年青”,它们不具备很鲜明的特征表现,即所谓的原化矿石的疤痕,通过对中国各省的如四川、黑龙江、云南、浙江、湖北,长江中下游、海南等地区玄武岩矿石的研究说明,在这些玄武岩矿石中不存在原化岩石,在表面上仅有一些典型的黄色的铁的氧化物薄层。

玄武岩纤维特性及简介

玄武岩纤维特性及简介

玄武岩纤维主要特性及用途简介玄武岩纤维是一种无机非金属纤维,有它独特的性能和应用市场。

玄武岩纤维只有强度高、耐高温、耐久性好、耐腐蚀(耐酸耐碱)、不吸水、介电性能好,防辐射、有一定的吸波和透波等综合性能、性价比也适中的特点。

1.玄武岩纤维的使用温度范围为260~650℃;玻璃纤维为380℃,玄武岩纤维在400℃时,其断裂强度保持在85%;在600℃时,其断裂强度仍能够保持65%。

而且其超低温使用性能很独特。

2.抗拉强度(单丝强度)玄武岩纤维的抗拉强度为3000~4800M pa,与高强S玻纤很相近。

3.耐酸性:玄武岩纤维在饱和Ca(OH)2溶液以及在水泥等碱性介质中耐久性好,能保持高度的稳定性,可代替钢筋用作混凝土建筑结构的增强材料,制作桥梁等大型建筑的结构件。

随着我国玄武岩纤维的批量生产,玄武岩纤维增强水泥再次被业界重视,原来用聚丙烯纤维增强水泥混凝土的部分建材企业积极采用玄武岩纤维增强水泥及其混凝土;另一些建筑结构加固、补强和修复,都取得了较好的效果。

利用玄武岩纤维较高的抗拉强度这一特点,加上它具有与水泥、混凝土的亲和力和耐碱性,在建筑增强领域中的应用具有较大优势和发展潜力。

4.化学稳定性:玄武岩纤维含有的K2O、MgO和TiO2等成分对提高纤维耐化学腐蚀及防水性能起到重要的作用,玄武岩纤维与玻璃纤维在3小时消费者后纤维质量损失的对比情况:在水中玄武岩纤维损失0.002而玻璃纤维则损失0.007;2NNaOH 的溶液里两者分别为0.0275和0.06:在2NHCL中玄武岩纤维仅损失0.022,而E玻璃纤维则损失0.389。

5.热振稳定性玄武岩纤维在200℃下的热振稳定性很好。

采用玄武岩纤维和环氧树脂制成的复合材料在军品和民品上也获得很大的进展,如在喷火口处具有强大的热振冲击力时,玄武岩纤维复合材料也能保持非常好的热振稳定性,加之玄武岩纤维的伸长率高于碳纤维,所以玄武岩纤维还可以制作耐热的复合材料、绝热绝缘复合材料:如仪表盘,电器附件,耐磨高温齿轮、密封件,耐高温衬垫、船舶的绝热材料。

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玄武岩纤维简介玄武岩纤维(Basalt Fiber)是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。

类似于玻璃纤维,其性能介于高强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。

玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料,它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后,通过漏板快速拉制而成的。

玄武岩连续纤维不仅稳定性好,而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。

此外,玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少,对环境污染小,产品废弃后可直接转入生态环境中,无任何危害,因而是一种名副其实的绿色、环保材料。

我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一,在我国基本上实现了工业化生产。

玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。

玄武岩纤维表面较光滑,表面能较低,经过表面改性后,其表面增加纳米SiO2粒子,有效地提高纤维表面粗糙度,增加了微生物与载体间的有效接触面积;改性后表面有阳离子的存在,载体表面电位升高,载体表面带正电荷,利用静电吸力促进微生物固定,有利于微生物固定化;改性后表面的活性官能团,增加了载体的表面能,所含有羟基、羰基或羧基等,对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。

通过玄武岩纤维载体表面改性,使其具有良好的亲水性和微生物负载性能,使之能够负载更多的生物量,且长时间保持较高的微生物活性,从而实现更有效通过生物膜法降解水体中污染物。

玄武岩的发展(1)玄武岩连续纤维作为一种新型绿色环保材料出现在20世纪60年代初。

(2)从70年代起,美国和德国的科学家先后对玄武岩纤维的制备进行了大量的研究。

玄武岩纤维的组成与结构玄武岩纤维的密度在2.6~3.05g/cm3之间,主要组分如下表所示。

表1 玄武岩纤维主要组分含量组分SiO2Al2O3CaO FeO MgO Na2O Fe2O3K2O TiO2P2O5含量51.4 14.83 10.26 8.47 5.92 2.42 1.73 1.20 0.84 0.32 玄武岩纤维各组分的作用如下表所示。

表2 玄武岩纤维革组分作用组分SiO2、Al2O3FeOFe2O3TiO2CaOMgO作用提高纤维的化学稳定性和熔体的黏度提高成纤的使用温度提高纤维的化学稳定性、熔体的表面张力和黏度属于添加剂范畴,有利于原料的熔化和制取细纤维玄武岩纤维的性能(1)热稳定性。

玄武岩纤维板的热导率低,在25℃下的热导率仅为0.04W/(m•K),可以在650℃高温下使用,而玻璃纤维在同一条件的使用温度不超过400℃。

(2)声绝缘性。

随着频率的增加,其吸音系数显著增加。

玄武岩纤维隔音和吸音效果好,采用玄武岩纤维制作的隔音材料在航空、船舶等领域有着广阔的前景。

(3)介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性。

玄武岩纤维具有良好的介电性能。

它的体积电阻率比玻璃纤维要高一个数量级。

玄武岩中含有质量分数不到20%的导电氧化物,可用于制造新型耐热介电材料。

玄武岩纤维具有比玻璃纤维高的电绝缘性和对电磁波的高透过性。

(4)力学性能。

玄武岩纤维具有优良的力学性能,拉伸强度、弹性模量及断裂伸长率都比较大,在一些应用领域内,完全可以代替玻璃纤维、碳纤维等充当复合材料的增强体,且性价比较优越。

性能密度(g/cm3)拉伸强度/MPa弹性模量/GPa断裂伸长率/%最高使用温度/℃玄武岩纤维凯拉夫49 碳纤维2.65~3.051.441.783000~35002578~30342500~350079.3~93.1124~131230~2403.22.31.2650250500(5)化学稳定性。

玄武岩纤维具有良好的耐酸、耐碱,耐水性也相当强,属于一级耐水材料。

不同介质中纤维损失重量比率如下表所示。

介质2mol/L NaOH 2mol/L HCL H2O玄武岩纤维E-玻璃纤维2.2%6.0%5.0%38.9%0.2%0.7%(6)绿色环保性。

由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物等有害气体排出,使玄武岩纤维的制造过程对环境无害,克服了传统材料在生产、使用和废弃过程中需消耗大量的能量和造成环境污染等缺点,而且玄武岩纤维能自动降解为土壤的母质,可连续和循环利用。

玄武岩纤维的特点玄武岩纤维及其复合材料是以天然玄武岩矿石为原料,将矿石破碎后加入熔窑中,在1450-1500℃熔融后,通过喷丝板拉伸成连续纤维,并以玄武岩纤维为增强体制成的新型复合材料。

玄武岩纤维的特点:1、耐高温(使用温度范围为-269—900℃)、隔音、隔热、抗振动、耐酸碱,使用寿命长;2、对生态无害,阻燃性和防爆性好;3、具有较强的化学惰性,无论在空气中还是在化学介质中都十分稳定;4、玄武岩纤维与玻璃纤维和碳纤维相比投资成本更低廉,且产品附加值高,原材料利用率高(可达90%以上)。

5、玄武岩材料可广泛用于国民经济各个领域。

目前只有俄罗斯、乌克兰等少数几个国家掌握了玄武岩连续纤维的生产技术,其每年生产的数量尚不能满足1%的市场需求。

而我国玄武岩矿床储量丰富,具有生产成本较低等竞争优势。

因此,玄武岩连续纤维开发应用的市场发展前景诱人。

深圳俄金碳材料科技有限公司由深圳市黄金屋真空科技有限公司和俄罗斯的一家军事工业材料研究院合资组建。

“玄武岩连续纤维及其复合材料”属于中国和俄罗斯政府间科技合作项目,聚集了一批来自莫斯科、上海和深圳的专家。

“俄金”公司将以玄武岩熔融、拉丝自动化控制技术为创新点,以低成本、大规模生产为产业化特征,力争用3-5年的时间,在生产总量和技术先进程度等方面达到国际领先水平。

连续玄武岩纤维(以个简称生武岩纤维)与玻璃纤维和其他无机非金属纤维一样,是做复合材料的一种新型优质增强材料。

玄武岩纤维是用单一的玄武岩矿石为原料制造出来的。

表1是玄武岩纤维与几种玻璃纤维成分的比较。

玄武岩纤维的熔化和拉丝过程与玻璃纤维相比,省立了多种原料配料过程,熔化池窑与玻纤池窑类似,但由于玄武岩含FeO和Fe2O3达10%以上,黑度系数接近0.9,透热性差,又属于块状堆积熔化工艺,所以池炉比较浅,熔池面积比破纤的小。

同时玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物析出,池墙受侵蚀较小,在池炉排放的烟尘中基本无有害物质,所以整个生产过程中环保状况更好。

玄武岩纤维于1953-1954年在莫斯科玻璃和牵料研究院开发出来。

第一台工业化生产炉于1985年在乌克兰纤维实验室(TZI)建成投产,采用200孔漏板、组合炉拉丝工艺。

发展情况是:第一代是池窑拉丝工艺。

在2002年以前,前苏联每年大约有500吨连续玄武岩纤维产品,主要用于军拉丝炉及机器设备。

他们年产260吨的生产工艺和技术在乌克兰已有近20年的生产历史,但从末介绍给中国参观者。

玄武岩纤维池炉生产技术有非常关键的不同之处和特殊的熔制工艺。

由于玄武岩中含有高达10%以上的FeO和Fe2O3,所以玄武岩矿源选择十分严格,在熔制过程中黑色和熔体和窑炉的氧化还原气氛都必须严格控制。

前炉通路短,熔液快速流过,采用铂金管分流器,加热式管状流液洞,同时采用了中心取液法,配合较小的漏板,很短的漏咀和热风式丝根冷却器等一系列专有技术和技术决窃,使拉丝作业稳定。

矿石原料与纤维的成品率之比高达1.1:1。

除此之外,拉丝机、单丝涂油器、浸润剂技术、污水处理与回收利用,原丝的干燥、加工技术与设备基本上与玻璃纤维相同。

现今前苏联诸国家的玄武岩纤维池窑已发展到年产700吨规模,使用400孔。

美国玄武岩纤维池窑现已发展到1000-1500吨规模,使用800孔漏板拉丝技术。

玄武岩纤维的制备原料选择:为了顺利实现熔融和拉丝,玄武岩中基本酸性氧化物与碱性氧化物比值的酸性模量要在3~6.5之间,即6.5>(SiO2+Al2O3)/(CaO+MgO)>3(酸性模量在一定程度上反映了玄武岩纤维的化学稳定性及使用寿命的高低)。

拉制玄武岩连续纤维所需玄武岩矿石的各组分含量化学成分SiO2Al2O3FeOFe2O3CaO MgO TiO2Na2OK2O其他混合物最低最高456012195156123.070.92.02.56.02.03.5生产工艺步骤原料制备粉碎池窑内高温熔融铂合金漏板成型拉丝浸润剂退解工艺→加工成纤→纤维深加工玄武岩纤维制品1,玄武岩纤维无捻粗纱,是用多股平行原丝或单股平行原丝在不加捻的状态下并合而成的玄武岩纤维制品,2,玄武岩纤维纺织纱是由多根玄武岩纤维原丝经过加捻和并股而成的纱线,单丝直径一般≤9um。

纺织纱大体上可分为织造用纱和其他工业用纱;织造纱是以管纱、奶瓶形筒子纱为主。

3,玄武岩纤维短切纱是用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。

纤维上涂有(硅烷)浸润剂。

所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂的首选材料,同时还是增强混凝土的最佳材料。

玄武岩是一种高性能的火山岩组份,这种特殊的硅酸盐,使玄武岩纤维具有优良的耐化学性,特别具有耐碱性的优点。

因此,玄武岩纤维是替代聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)用于增强水泥混凝土的优良材料;也是替代聚酯纤维、木质素纤维等用于沥青混凝土极具竞争力的产品,可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等。

4,将玄武岩纤维纱经过高性能的膨体纱机,制成玄武岩纤维膨体纱。

成型原理是:高速空气流进入成形膨化通道中形成紊流,利用这种紊流作用将玄武岩纤维分散开,使其形成毛圈状纤维,从而赋予玄武岩纤维膨松性,制造成膨体纱。

5,玄武岩纤维布6,玄武岩纤维毡7,玄武岩纤维复合材料玄武岩纤维与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)等高技术纤维相比,除了具有高技术纤维高强度、高模量的特点外,玄武岩纤维还具有耐高温性佳、抗氧化、抗辐射、绝热隔音、过滤性好、抗压缩强度和剪切强度高、适应于各种环境下使用等优异性能,且性价比好,是一种纯天然的无机非金属材料,也是一种可以满足国民经济基础产业发展需求的新的基础材料和高技术纤维。

玄武岩纤维及其复合材料可以较好地满足国防建设、交通运输、建筑、石油化工、环保、电子、航空、航天等领域结构材料的需求,对国防建设、重大工程和产业结构升级具有重要的推动作用。

它既是21世纪符合生态环境要求的绿色材料,又是一个在世界高技术纤维行业中可持续发展的有竞争力的新材料产业。

尤其是我国已经拥有自主知识产权的玄武岩纤维制造技术及工艺,并且以“后来居上”的后发展优势达到了国际领先水平,因此,大力发展玄武岩纤维及其复合材料产业无疑具有重要的意义。

3玄武岩纤维应用纤维表面改性技术主要有表面氧化改性技术、化学镀/电镀表面改性技术、等离子体改性技术和涂层改性技术等,其中涂层改性技术应用最为广泛,主要目的为提高其力学能和对环境抗老化性能,以及与其他材料复合性能。

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