被科學家們譽為21世紀一種新材料的玄武巖連續(xù)纖維及其復合材料,性能優(yōu)異,替代性強,應用領(lǐng)域廣。玄武巖連續(xù)纖維是以單一的天然玄武巖礦石為原料,將礦石破碎后加入熔窯中,在1450℃~1500℃高溫下熔融后,通過噴絲板拉伸成連續(xù)纖維,以玄武巖連續(xù)纖維為增強體可以制成各種新型復合材料。玄武巖礦石主要由SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、TiO2等多種氧化物組成,因此,玄武巖纖維在許多技術(shù)指標方面優(yōu)于玻璃纖維,其使用溫度范圍為:-269℃~900℃,玻璃纖維為-60℃~450℃。用玄武巖連續(xù)纖維增強的復合材料,在很多方面可以與S-玻璃纖維或芳綸復合材料媲美。
玄武巖連續(xù)纖維具有高力學強度、低導熱系數(shù)、良好的熱振穩(wěn)定性、防火性、耐腐蝕性、耐用性和環(huán)保潔凈性,材料自身質(zhì)量輕,結(jié)構(gòu)性能與結(jié)構(gòu)質(zhì)量的比值優(yōu)良,廣泛應用于工業(yè)和民用建筑行業(yè)中,利用現(xiàn)代專用技術(shù)生產(chǎn)不同結(jié)構(gòu)建筑材料,從根本上大幅度地提高建筑質(zhì)量,增強抗震加固、抗沖擊、防火安全性和保暖節(jié)能效果。可以以其用來替代鋼筋作混凝土建筑結(jié)構(gòu)的增強材料,復合材料可以形成玄武巖纖維層合板、結(jié)構(gòu)復合材料板和各種橡膠制品的增強材料,用玄武巖連續(xù)纖維編制物和無捻粗紗制成的土工材料,用來加固堤壩、水電站水壩、高速公路和立交橋等。玄武巖連續(xù)纖維及其復合材料還可應用于石油、化工、航空航天、汽車制造、電子和冶金等領(lǐng)域。
?玄武巖連續(xù)纖維,是用火山爆發(fā)出的玄武巖經(jīng)1500攝氏度的高溫拉絲而成。用玄武巖連續(xù)纖維織成布、制成板,用玄武巖連續(xù)纖維布或板可制成任意形狀的產(chǎn)品,都具有下列功能:
?1. 永久的阻燃性: 極限氧指數(shù)(Loi)>70
?2. 特高軟化溫度: >1200 ℃
?3. 極高的使用溫度: >880 ℃
?4. 極低的使用溫度: <-260 ℃
?5. 高的斷裂強度: 4500MPa
?6. 低的斷裂伸長率: 3.1%
?7. 高的彈性模量: 1x104 kg/mm2
?8. 材料密度: 2.6g/cm3
?9. 低的熱傳導系數(shù): 0.035W/m·K
?10.高的吸音系數(shù): 0.95
?11.低的吸濕性: 0.1%
?12.高的比體積電阻: 1x1012Ω·m
?13.防輻射鉛當量: 0.0073mmPb
此外玄武纖維還具有化學穩(wěn)定性、物理穩(wěn)定性、抗紫外線、有吸波功能、有透波功能、無毒性、燃燒無熔滴、燃燒煙密度低、環(huán)保無污染等特性。
由于玄武纖維有極高的使用溫度,高的斷裂度,高模量,優(yōu)異的力學、物理、化學功能,極低的熱傳導系數(shù),高的吸音系數(shù),極低的吸濕性,高的比體積電阻,抗紫外線,吸波功能,防輻射,防電磁,燃燒無熔滴,燃燒煙密度低,環(huán)保無污染等功能于一身。
玄武巖連續(xù)纖維的主要應用領(lǐng)域介紹如下:
1、碳纖維的低價替代品:碳纖維2005年全世界產(chǎn)量為25000噸/年,預測到 2010年世界碳纖維的需求量會增加到31910t,與2001年相比,增長 78.3%,價格由500元/kg升至3000元/kg,目前我們還買不到該產(chǎn)品。
2、玻璃纖維產(chǎn)品的升級換代(高端替代)產(chǎn)品:中國2004年玻璃纖維的產(chǎn)量為66.25萬噸,2005年90萬噸,2007年達到160萬噸,還不能滿足市場的需要。
3、高溫過慮材料:用于環(huán)保等消煙除塵、水泥收塵、有色金屬冶煉等高溫過濾設施。
4、耐高溫高強度復合材料FRP:可替代碳纖維、芳綸、PBO、E玻纖。
5、用于生產(chǎn)加工紡織產(chǎn)品:單向布、機織布、防火門基布、層壓板基布、拉擠型材、縫編織物、3D織物等。
6、用于生產(chǎn)防火材料(高強度、耐高溫、燃燒時無毒氣、釋放時無煙的一種防火材料):如高速火車車箱內(nèi)地板、墻板、隔板或消防系統(tǒng)的各種防火材料、電纜通道等。
7、動力技術(shù)領(lǐng)域:用在核電站、熱電站、渦輪、熱力廠、蒸汽鍋爐、熱力管道上絕熱保溫;還用于熱力裝置的隔熱和消音。
8、交通、運輸?shù)犬a(chǎn)業(yè):高速公路路面材料,防護加固,碼頭及大壩的增強材料。
9、機械制造業(yè):用作熱力設備、加熱爐、淬火爐、熱管道的隔熱材料。
10、航空、航天工業(yè):用作隔熱吸音布、發(fā)動機和機身及其隔熱吸音防潮蒙皮布等。軍用機場跑道等的快速施工修復材料。
11、船舶工業(yè):用無機粘合劑粘接的隔熱板,用于船上裝置、設備、船體、艙壁的隔熱隔音。水下運輸工具,如蛙人發(fā)射器等。
12、汽車制造業(yè):用作汽車消音器、隔熱板、隔熱屏蔽板、塑料、復合材料的隔熱吸音材料。
13、低溫冷凍技術(shù)和設備領(lǐng)域:用作生產(chǎn)液化氣體、液態(tài)氧等產(chǎn)品時的保溫材料。
14、冶金工業(yè):用作各種爐子、熱力設備、交流換熱器、回熱裝置、管道與管線的隔熱材料。
15、防火絕熱材料:各種防火布、防火窗簾、消防服等。
16、建筑材料制造業(yè):用作組裝式房屋和結(jié)構(gòu)、樓板的防寒加熱板;用作房屋吊頂、防火隔板、防火墻、防火門,還可用作建筑塑料。
17、過濾器:玄武巖纖維廣泛用于制造過濾材料和過濾制品,空氣凈化過濾器和液體凈化過濾器,以及高溫過濾器。
18、在1400~1500℃溫度下生產(chǎn)出的玄武巖纖維細絲是用水栽法培育食用菌、秧苗時用的理想材料。
19、日用技術(shù)領(lǐng)域:用作燃氣柜式爐和電熱柜式爐、鼓風機、電爐等的密封隔熱絕緣材料。
20、建筑加固材料:互聯(lián)網(wǎng)上百度搜索有692,000個網(wǎng)頁,按每個網(wǎng)頁使用100 kg / 年計算,年需玄武巖連續(xù)纖維約7萬噸。