Que é a fibra de basalto?
A fibra de basalto é unha fibra continua feita de rocha basáltica natural como materia prima principal.Despois de fundirse a 1450-1500 ℃, pásase a través dunha casquiña de debuxo de aliaxe de platino-rodio a alta velocidade.A cor é xeralmente marrón e ten un brillo metálico.Está composto por óxidos como dióxido de silicio, óxido de aluminio, óxido de calcio, óxido de magnesio, óxido de ferro e dióxido de titanio.A fibra de basalto ten moitas propiedades excelentes, como alta resistencia, illamento eléctrico, resistencia á corrosión, resistencia a altas temperaturas, anti-envellecemento, etc., e ten unha boa compatibilidade co medio ambiente e non produce contaminación secundaria.Polo tanto, é un verdadeiro material verde de alto rendemento e protección ambiental.
o meu país incluíu a fibra de basalto como unha das catro fibras principais (fibra de carbono, fibra de aramida, polietileno de peso molecular ultra alto, fibra de basalto) para o desenvolvemento clave.As necesidades da aviación e doutros campos teñen amplas perspectivas de aplicación.
O proceso de produción de fibra basáltica
A rocha basáltica natural formada pola erupción volcánica utilízase como materia prima, triturada e colocada no forno de fusión, quentada a un estado de fusión de 1450 ~ 1500 °C e tirada rapidamente a través dun casquillo de trefilado de aliaxe de platino-rodio e fibra de basalto. prodúcese deste xeito.
En resumo, o proceso de fabricación de fibra de basalto consiste en "debuxar" a dura roca basáltica volcánica en seda a alta temperatura.
O diámetro da fibra de basalto producida pola tecnoloxía existente pode alcanzar os 6 ~ 13 μm, o que é máis fino que un cabelo.
O seu proceso de produción móstrase na seguinte figura.
Magma fundido
Debuxo
Como substancia de silicato inorgánico amorfo, a fibra de basalto ten un período de produción curto, proceso sinxelo, sen augas residuais industriais e gases residuais e alto valor engadido.Coñécese como o "novo material verde" no século XXI.
Excelente rendemento da fibra basáltica
As fibras de basalto continuas naturais puras son de cor dourada e aparecen como cilindros lisos cunha sección transversal perfectamente circular.A fibra de basalto ten alta densidade e alta dureza, polo que ten unha excelente resistencia ao desgaste e resistencia á tracción.A fibra de basalto é unha substancia amorfa e a súa temperatura de servizo é xeralmente de -269 ~ 700 °C (o punto de reblandecemento é de 960 °C).É resistente a ácidos e álcalis, ten unha forte resistencia UV, baixa higroscopicidade e boa resistencia ambiental.Ademais, ten as vantaxes dun bo illamento, filtrabilidade a alta temperatura, resistencia á radiación e boa permeabilidade das ondas, estabilidade ao choque térmico, limpeza ambiental e excelente relación entre o rendemento estrutural e a calidade estrutural.
Materias primas suficientes
A fibra de basalto faise por extracción despois de fundir o mineral de basalto, e as reservas de mineral de basalto na terra e na lúa son bastante obxectivas e o custo das materias primas é relativamente baixo.
Materiais respectuosos co medio ambiente
O mineral de basalto é un material natural, non se descarga boro nin outros óxidos de metais alcalinos durante o proceso de produción, polo que non se precipitan substancias nocivas no fume e no po e non contaminará a atmosfera.Ademais, o produto ten unha longa vida útil, polo que é un novo tipo de material de protección ambiental activa verde con baixo custo, alto rendemento e limpeza ideal.
Alta temperatura e resistencia á auga
O rango de temperatura de funcionamento da fibra de basalto continua é xeralmente de -269 ~ 700 ° C (o punto de reblandecemento é de 960 ° C), mentres que a da fibra de vidro é de -60 ~ 450 ° C, e a temperatura máxima de funcionamento da fibra de carbono só pode alcanzar os 500 ° C. °C.Especialmente cando a fibra de basalto traballa a 600 °C, a súa resistencia despois da fractura aínda pode manter o 80% da súa forza orixinal;cando traballa a 860 ° C sen encollemento, mesmo a la mineral cunha excelente resistencia á temperatura só pode manter neste momento a resistencia despois da fractura.50% -60%, a la de vidro está completamente destruída.A fibra de carbono produce CO e CO2 a uns 300 °C.As fibras de basalto poden manter unha alta resistencia baixo a acción da auga quente a 70 °C, e as fibras de basalto poden perder parte da súa resistencia despois de 1200 h.
Boa estabilidade química e resistencia á corrosión
A fibra de basalto continua contén compoñentes como K2O, MgO) e TiO2, e estes compoñentes son moi beneficiosos para mellorar a resistencia á corrosión química e o rendemento impermeable da fibra, e desempeñan un papel moi importante.En comparación coa estabilidade química da fibra de vidro, ten máis vantaxes, especialmente en medios alcalinos e ácidos.A fibra de basalto tamén pode manter unha maior resistencia en solucións saturadas de Ca(OH)2 e medios alcalinos como o cemento.Propiedades de corrosión alcalina.
Alto módulo de elasticidade e resistencia á tracción
O módulo elástico da fibra de basalto é: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, que é superior ao da fibra de vidro sen álcali, amianto, fibra de aramida, fibra de polipropileno e fibra de silicio.A resistencia á tracción da fibra de basalto é de 3800-4800 MPa, que é superior á da fibra de carbono de gran remolque, aramida, fibra PBI, fibra de aceiro, fibra de boro e fibra de alúmina, e é comparable á fibra de vidro S.A fibra de basalto ten unha densidade de 2,65-3,00 g/cm3 e unha alta dureza de 5-9 na escala de Mohs, polo que ten unha excelente resistencia ao desgaste e resistencia á tracción.A súa resistencia mecánica supera con creces a das fibras naturais e as fibras sintéticas, polo que é un material de reforzo ideal, e as súas excelentes propiedades mecánicas están á vangarda das catro fibras de alto rendemento.
Excelente illamento acústico
A fibra de basalto continua ten excelentes propiedades de illamento acústico e de absorción acústica.A partir do coeficiente de absorción acústica da fibra a diferentes frecuencias pódese saber que o seu coeficiente de absorción acústica aumenta significativamente a medida que aumenta a frecuencia.Por exemplo, se se selecciona o material fonoabsorbente feito de fibra de basalto cun diámetro de 1-3 μm (densidade 15 kg/m3, espesor 30 mm), a fibra non se danará baixo a condición de frecuencia de audio de 100-300 Hz. , 400-900 Hz e 1200-7 000 HZ.Os coeficientes de absorción acústica dos materiais son 0. 05~0.15, 0. 22~0.75 e 0,85~0,93, respectivamente.
Propiedades dieléctricas destacadas
A resistividade do volume da fibra de basalto continua é unha orde de magnitude superior á da fibra de vidro E e ten boas propiedades dieléctricas.Aínda que o mineral de basalto contén un óxido condutor cunha fracción de masa de case 0,2, despois dun tratamento especial de superficie cun axente humectante especial, a tanxente de perda dieléctrica da fibra de basalto é un 50% menor que a da fibra de vidro e a resistividade do volume da fibra. tamén é superior á da fibra de vidro.
Compatibilidade con silicatos naturais
Ten unha boa dispersión con cemento e formigón, forte forza de unión, coeficiente de expansión e contracción térmica consistente e boa resistencia á intemperie.
Baixa higroscopicidade
A higroscopicidade da fibra de basalto é inferior ao 0,1%, que é menor que a da fibra de aramida, a la de rocha e o amianto.
Baixa condutividade térmica
A condutividade térmica da fibra de basalto é de 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, que é inferior á da fibra de aramida, fibra de silicato de aluminio, fibra de vidro sen álcali, la de rocha, fibra de silicio, fibra de carbono e inoxidable. aceiro.
En comparación con outras fibras, a fibra de basalto ten un excelente rendemento en moitos aspectos.
| Elemento | Fibra de basalto continua | Fibra de carbono | Fibra de aramida | Fibra de vidro |
| Densidade/(g•cm-3) | 2,6-2,8 | 1.7-2.2 | 1.49 | 2,5-2,6 |
| Temperatura de funcionamento/℃ | -260~880 | ≤2000 | ≤250 | -60~350 |
| Condutividade térmica/(W/m•K) | 0,031-0,038 | 5-185 | 0,04-0,13 | 0,034-0,040 |
| Resistencia de volume/(Ω•m) | 1×1012 | 2×10-5 | 3×1013 | 1×1011 |
| Coeficiente de absorción acústica /% | 0,9-0,99 | 0,8-0,93 | ||
| Módulo elástico/GPa | 79,3-93,1 | 230-600 | 70-140 | 72,5-75,5 |
| Resistencia á tracción/MPa | 3000-4840 | 3500-6000 | 2900-3400 | 3100-3800 |
| Diámetro monofilamento/um | 9-25 | 5-10 | 5-15 | 10-30 |
| Alongamento á rotura/% | 1,5-3,2 | 1,3-2,0 | 2,8-3,6 | 2,7-3,0 |
Aplicación de fibra basáltica
Invisible
A fibra de basalto ten as características de alta resistencia e resistencia a altas e baixas temperaturas, que é moi adecuada para os requisitos de materiais de superficie de avións e mísiles.Ao mesmo tempo, ten as características de absorción de ondas e permeabilidade magnética, que poden realizar a invisibilidade do radar.Así, a fibra de carbono de basalto pode substituír parcialmente á fibra de carbono por avións furtivos e mísiles.
Antibalas
Na actualidade, as fibras de polietileno de peso molecular ultra alto adoitan usarse para chalecos antibalas, que teñen baixa resistencia á calor, e a súa resistencia e módulo diminuirán baixo a fusión a alta temperatura das balas, o que afectará o efecto antibalas.Pola contra, a fibra de basalto ten unha forte resistencia á alta temperatura, polo que este problema non existe.
Aeroespacial
A fibra de basalto ten unha baixa condutividade térmica e un bo retardo de chama.O rango de temperatura de traballo é de -269 ° C ~ 700 ° C, que é resistente tanto a altas como a baixas temperaturas.Para satisfacer os esixentes requisitos de materiais no campo aeroespacial, a maioría dos materiais aeroespaciais de Rusia están feitos deste material.
Aplicacións no ámbito da enxeñaría viaria
A fibra de basalto ten as vantaxes de alta resistencia á tracción, boas propiedades mecánicas, resistencia a altas temperaturas, protección UV, resistencia ao ácido, resistencia aos álcalis, resistencia ao sal e resistencia ao envellecemento.En comparación con outras fibras, o seu rendemento completo é mellor e tamén cumpre os requisitos de materiais no campo da enxeñería de estradas.Polo tanto, nos últimos anos utilízanse cada vez máis produtos de fibra de basalto na enxeñaría de estradas.
Illamento térmico, resistencia á temperatura, campo de protección contra incendios
A fibra de basalto ten as características de resistencia a altas temperaturas e pódese tecer nun pano ignífugo, que se usa nalgúns campos de protección contra incendios.Tamén se pode tecer nunha bolsa de filtro de alta temperatura para filtrar a alta temperatura e eliminar o po.Ademais, tamén se pode facer en feltro de agulla, que se usa nalgúns campos de illamento térmico.
Sector da construción
Utilizando a excelente resistencia á corrosión da fibra de basalto, pódese combinar con resina de vinilo ou epoxi mediante pultrusión, bobinado e outros procesos para facer un novo tipo de material de construción.Este material ten alta resistencia, excelente resistencia ao ácido e á corrosión, e pódese usar en enxeñaría civil en lugar de algunhas barras de aceiro.Ademais, o coeficiente de expansión da fibra de basalto é similar ao do formigón, e non haberá gran tensión de temperatura entre ambos.
Ámbito da automoción
A fibra de basalto ten un coeficiente de fricción estable e pódese usar nalgúns materiais que melloran a fricción, como as pastillas de freo.Debido ao alto coeficiente de absorción acústica, pódese usar nalgunhas partes interiores para conseguir o efecto de illamento acústico e redución de ruído.
Campo petroquímico
A resistencia á corrosión da fibra de basalto dálle vantaxes únicas no campo petroquímico.Os comúns son tubos de alta presión de bobinado combinados con resina epoxi, que teñen un dobre efecto de conservación da calor e anticorrosión.
Aínda que as fibras de basalto aínda teñen problemas como grandes flutuacións na composición mineral, altos custos de produción e baixa eficiencia de produción, estes problemas son tanto desafíos como oportunidades para o desenvolvemento e utilización das fibras de basalto.
Co avance da tecnoloxía de debuxo de fibra de basalto doméstica, o rendemento da fibra de basalto é máis estable, o custo é máis baixo e ten unha perspectiva de aplicación moi ampla.
Hora de publicación: 14-12-2022