玄武岩纤维

（2）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
介质 玄武岩纤维 E-玻璃纤维 2mol/LNaOH 2mol/L HCL 2.2% 6.0% 5.0% 38.9% H2O 0.2% 0.7%
（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。
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，既 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星级使用 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
（4）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。
玄武岩超细纤维材料的隔音特性
频段/Hz 法向吸音 系数
100-200
300-900
1200-7000
0.15
0.86-0.99
0.74-0.99
（5）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。
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。
（1）断裂强度和增强效应
玄武岩纤维在70℃的水作用下其断裂强度可保 持1200h，而一般玻璃纤维不到200h便失去断 裂强度；在100~250℃下的断裂强度可提高 30%，而一般玻璃纤维则下降23%。单纤维拔 丝实验表明，玄武岩纤维与环氧聚合物的粘合 力高，而且采用硅烷偶联剂处理后还会进一步 提高。
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
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
12 19
3.0 7
0.9 2.0
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
纤维深加工
玄武岩纤维的应用： (1)摩擦材料：通过离心喷吹法制得的玄武岩 棉平均直径为10~11μm，用该方法制成的 摩擦片耐高温性能好、摩擦系数稳定，比 传统石棉材料具有更高的剪切强度和更好 的坑折强度。 （2）隔热材料：隔热性能比羊毛好且不燃烧。 （3）造船材料：有良好的耐海水性、耐热性 及隔音性，此外还有良好的加工性，可用 于制造非织造布和多种复合织物。 （4）过滤材料
玄武岩纤维各组分作用
组 分 作 用 SiO₂、 Al2O3 FeO、 TiO2 Fe2O3 CaO、 MgO
提高纤维的 提高成 提高纤 属于添加 化学稳定性 纤的使 维的化 剂范畴， 和熔体的黏 用温度 学稳定 有利于原 度 性、熔 料的熔化 体的表 和制取细 面张力 纤维 和黏度
玄武岩纤维的性能
玄武岩纤维 凯拉夫49 碳纤维
(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。
（7）耐水性：玄武岩纤维吸湿率极低，只有 0.2%~0.3%，而且其吸湿能力不随时间变 化而变化
（5）军工航天材料：良好的热稳定性以及用 以玄武岩纤维为增强材料制成的各种性能 优异的复合材料，在国防军工领域级航空 航天领域有广泛应用。而且在某些领域可 代替碳纤维，可节约制造成本。 （6）水泥基复合材料：玄武岩纤维短切纱是 增强混凝土的最佳材料。玄武岩纤维具有 优良的耐化学性，特别是耐碱性的优点， 是代替聚丙烯、聚丙烯腈用于增强混凝土 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稳定性、低温抗 裂性和抗疲劳性等。
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
0.84
0.32