Uusi epäorgaaninen vihreä korkean suorituskyvyn kuitumateriaali Basalt Fiber

Mikä on basalttikuitu?
Basalttikuitu on jatkuvaa kuitua, joka on valmistettu luonnonbasalttikivestä pääraaka-aineena.1450-1500 ℃:ssa sulamisen jälkeen se vedetään platina-rodiumseoksesta tehdyn vetoholkin läpi suurella nopeudella.Väri on yleensä ruskea ja siinä on metallinen kiilto.Se koostuu oksideista, kuten piidioksidista, alumiinioksidista, kalsiumoksidista, magnesiumoksidista, rautaoksidista ja titaanidioksidista.Basalttikuidulla on monia erinomaisia ​​ominaisuuksia, kuten korkea lujuus, sähköeristys, korroosionkestävyys, korkean lämpötilan kestävyys, ikääntymisen esto jne., ja sillä on hyvä yhteensopivuus ympäristön kanssa eikä se aiheuta toissijaista saastumista.Siksi se on todellinen vihreä korkean suorituskyvyn uusi ympäristönsuojelumateriaali.
kotimaani on listannut basalttikuidun yhdeksi neljästä tärkeimmistä kuiduista (hiilikuitu, aramidikuitu, ultrakorkean molekyylipainon omaava polyeteeni, basalttikuitu) avainkehityksen kannalta.Ilmailun ja muiden alojen tarpeilla on laajat sovellusnäkymät.
Basalttikuidun tuotantoprosessi
Tulivuorenpurkauksen muodostamaa luonnollista basalttikiviä käytetään raaka-aineena, murskataan ja laitetaan sulatusuuniin, kuumennetaan sulaan tilaan 1450-1500 °C ja vedetään nopeasti platina-rodium-seoksesta tehdyn langanvetoholkin ja basalttikuidun läpi. tuotetaan tällä tavalla.
Lyhyesti sanottuna basalttikuidun valmistusprosessi on "vetää" kova vulkaaninen basalttikivi silkkiksi korkeassa lämpötilassa.
Nykyisellä tekniikalla tuotetun basalttikuidun halkaisija voi olla 6 ~ 13 μm, mikä on ohuempi kuin hius.
Sen tuotantoprosessi on esitetty alla olevassa kuvassa.
1
Sula Magma

2

3

 

Piirustus
Amorfisena epäorgaanisena silikaattiaineena basalttikuidulla on lyhyt tuotantoaika, yksinkertainen prosessi, ei teollisuuden jätevettä ja jätekaasua ja korkea lisäarvo.Se tunnetaan "vihreänä uutena materiaalina" 2000-luvulla.

4

5

 

Erinomainen basalttikuidun suorituskyky
Puhtaat luonnolliset jatkuvat basalttikuidut ovat kullanvärisiä ja näyttävät sileiltä sylintereiltä, ​​joiden poikkileikkaus on täysin pyöreä.Basalttikuidulla on korkea tiheys ja korkea kovuus, joten sillä on erinomainen kulutuskestävyys ja vetolujuus.Basalttikuitu on amorfinen aine ja sen käyttölämpötila on yleensä -269-700°C (pehmenemispiste 960°C).Se on hapon ja alkalinkestävä, sillä on vahva UV-kestävyys, alhainen hygroskooppisuus ja hyvä ympäristönkestävyys.Lisäksi sen etuna on hyvä eristys, korkean lämpötilan suodatettavuus, säteilyn kestävyys ja hyvä aallonläpäisevyys, lämpöshokin kestävyys, ympäristön puhtaus ja erinomainen rakenteellisen suorituskyvyn suhde rakenteen laatuun.

6

Riittävästi raaka-aineita
Basalttikuitu valmistetaan vetämällä basalttimalmin sulatuksen jälkeen, ja basalttimalmin varat maan ja kuun pinnalla ovat varsin objektiivisia ja raaka-ainekustannukset suhteellisen alhaiset.
Ympäristöystävälliset materiaalit
Basalttimalmi on luonnonmateriaalia, booria tai muita alkalimetallioksideja ei purkaudu tuotantoprosessin aikana, joten savussa ja pölyssä ei saostu haitallisia aineita eikä se saastuta ilmakehää.Lisäksi tuotteella on pitkä käyttöikä, joten se on uudentyyppinen vihreä aktiivinen ympäristönsuojelumateriaali, jolla on alhaiset kustannukset, korkea suorituskyky ja ihanteellinen puhtaus.
Korkea lämpötilan ja vedenkestävyys
Jatkuvan basalttikuidun käyttölämpötila-alue on yleensä -269–700 °C (pehmenemispiste 960 °C), kun taas lasikuidun käyttölämpötila on -60–450 °C, ja hiilikuidun maksimi käyttölämpötila voi olla vain 500 °C. °C.Varsinkin kun basalttikuitu toimii 600°C:ssa, sen lujuus murtuman jälkeen voi silti säilyttää 80 % alkuperäisestä lujuudestaan;kun se toimii 860 °C:ssa ilman kutistumista, jopa erinomaisen lämpötilankeston omaava mineraalivilla pystyy säilyttämään lujuuden vain murtumisen jälkeen.50%-60%, lasivilla on täysin tuhoutunut.Hiilikuitu tuottaa hiilidioksidia ja hiilidioksidia noin 300 °C:ssa.Basalttikuidut voivat säilyttää korkean lujuuden kuuman veden vaikutuksesta 70 °C:ssa, ja basalttikuidut voivat menettää osan lujuudestaan ​​1200 tunnin kuluttua.
Hyvä kemiallinen stabiilisuus ja korroosionkestävyys
Jatkuva basalttikuitu sisältää komponentteja, kuten K2O, MgO) ja TiO2, ja nämä komponentit ovat erittäin hyödyllisiä parantamaan kuidun kemiallista korroosionkestävyyttä ja vedenpitävyyttä, ja niillä on erittäin tärkeä rooli.Lasikuidun kemialliseen stabiilisuuteen verrattuna sillä on enemmän etuja, erityisesti emäksisessä ja happamassa väliaineessa.Basalttikuitu voi myös ylläpitää korkeampaa vastustuskykyä kyllästetyssä Ca(OH)2-liuoksessa ja alkalisissa väliaineissa, kuten sementissä.Alkalikorroosioominaisuudet.
Korkea kimmomoduuli ja vetolujuus
Basalttikuidun kimmokerroin on: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, mikä on korkeampi kuin alkalivapaan lasikuidun, asbestin, aramidikuidun, polypropeenikuidun ja piikuidun kimmomoduuli.Basalttikuidun vetolujuus on 3800-4800 MPa, mikä on korkeampi kuin suuren hiilikuidun, aramidin, PBI-kuidun, teräskuidun, boorikuidun ja alumiinioksidikuidun vetolujuus, ja se on verrattavissa S-lasikuituun.Basalttikuidun tiheys on 2,65-3,00 g/cm3 ja korkea kovuus 5-9 Mohsin asteikolla, joten sillä on erinomainen kulutuskestävyys ja vetolujuus.Sen mekaaninen lujuus ylittää reilusti luonnonkuidut ja synteettiset kuidut, joten se on ihanteellinen lujitemateriaali, ja sen erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ovat neljän korkean suorituskyvyn kuidun kärjessä.
Erinomainen äänieristys
Jatkuvalla basalttikuidulla on erinomaiset äänieristys- ja äänenvaimennusominaisuudet.Kuidun äänen absorptiokertoimesta eri taajuuksilla voidaan tietää, että sen äänenabsorptiokerroin kasvaa merkittävästi taajuuden kasvaessa.Esimerkiksi, jos valitaan ääntä vaimentava materiaali, joka on valmistettu basalttikuidusta, jonka halkaisija on 1-3 μm (tiheys 15 kg/m3, paksuus 30 mm), kuitu ei vaurioidu äänitaajuuden ollessa 100-300 Hz , 400-900 Hz ja 1200-7 000 Hz.Materiaalien äänen absorptiokertoimet ovat 0,05~0,15, 0,22~0.75 ja 0,85-0,93, vastaavasti.
Erinomaiset dielektriset ominaisuudet
Jatkuvan basalttikuidun tilavuusresistiivisyys on suuruusluokkaa suurempi kuin E-lasikuidun, ja sillä on hyvät dielektriset ominaisuudet.Vaikka basalttimalmi sisältää johtavaa oksidia, jonka massaosuus on lähes 0,2, erityisellä kostutusaineella tehdyn erikoispintakäsittelyn jälkeen basalttikuidun dielektrisen häviön tangentti on 50 % pienempi kuin lasikuidun ja kuidun tilavuusresistanssi on myös korkeampi kuin lasikuidun.
Luonnonsilikaatti yhteensopivuus
Sillä on hyvä dispersio sementin ja betonin kanssa, vahva sidevoima, tasainen lämpölaajenemis- ja -kutistumiskerroin sekä hyvä säänkestävyys.
Matala hygroskooppisuus
Basalttikuidun hygroskooppisuus on alle 0,1 %, mikä on pienempi kuin aramidikuidun, kivivillan ja asbestin hygroskooppisuus.
Alhainen lämmönjohtavuus
Basalttikuidun lämmönjohtavuus on 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, mikä on pienempi kuin aramidikuidun, alumiinisilikaattikuidun, alkalivapaan lasikuidun, kivivillan, piikuidun, hiilikuidun ja ruostumattoman teräksen lämmönjohtavuus. teräs.
Muihin kuituihin verrattuna basalttikuidulla on erinomainen suorituskyky monin tavoin.

Tuote

Jatkuva basalttikuitu

Hiilikuitu

Aramidikuitu

Lasikuitu

Tiheys/(g•cm-3)

2,6-2,8

1,7-2,2

1.49

2,5-2,6

Käyttölämpötila/℃

-260-880

2000

250

-60-350

Lämmönjohtavuus/(W/m•K)

0,031-0,038

5-185

0,04-0,13

0,034-0,040

Äänenvoimakkuusvastus/(Ω•m)

1×1012

2×10-5

3×1013

1×1011

Äänen absorptiokerroin / %

0,9-0,99

0,8-0,93

Elastinen moduuli/GPa

79,3-93,1

230-600

70-140

72,5-75,5

Vetolujuus/MPa

3000-4840

3500-6000

2900-3400

3100-3800

Monofilamentti Halkaisija/um

9-25

5-10

5-15

10-30

Murtovenymä/%

1,5-3,2

1,3-2,0

2,8-3,6

2,7-3,0

Basalttikuidun käyttö

8

Näkymätön
Basalttikuidulla on korkea lujuus ja korkean ja matalan lämpötilan kestävyys, mikä sopii erittäin hyvin lentokoneiden ja ohjusten pintamateriaalivaatimuksiin.Samaan aikaan sillä on aallon absorption ja magneettisen läpäisevyyden ominaisuudet, jotka voivat toteuttaa tutkan näkymättömyyden.Joten basalttihiilikuitu voi osittain korvata hiilikuidun varkaissa lentokoneissa ja ohjuksissa.

9

Luodinkestävä
Tällä hetkellä luodinkestävissä liiveissä käytetään yleensä ultrakorkean molekyylipainon polyeteenikuituja, joilla on alhainen lämmönkestävyys, ja niiden lujuus ja moduuli laskee luotien sulaessa korkeassa lämpötilassa, mikä vaikuttaa luodinkestävään vaikutukseen.Sitä vastoin basalttikuidulla on vahva korkean lämpötilan kestävyys, joten tätä ongelmaa ei ole.

1010

Ilmailu
Basalttikuidulla on alhainen lämmönjohtavuus ja hyvä palonestokyky.Käyttölämpötila-alue on -269°C ~ 700°C, joka kestää sekä korkeita että matalia lämpötiloja.Suurin osa Venäjän ilmailu- ja avaruusmateriaaleista valmistetaan tästä materiaalista, jotta ne täyttäisivät ilmailualan materiaalien vaativat vaatimukset.

11

Sovellukset tietekniikan alalla
Basalttikuidun etuna on korkea vetolujuus, hyvät mekaaniset ominaisuudet, korkean lämpötilan kestävyys, UV-suoja, haponkestävyys, alkalinkestävyys, suolankestävyys ja ikääntymisenkestävyys.Muihin kuituihin verrattuna sen kokonaisvaltainen suorituskyky on parempi ja se täyttää myös tietekniikan materiaalivaatimukset.Siksi tienrakennuksessa on viime vuosina käytetty yhä enemmän basalttikuitutuotteita.

Lämmöneristys, lämmönkestävyys, palosuojauskenttä
Basalttikuidulla on korkean lämpötilan kestävyyden ominaisuudet, ja se voidaan kutoa palonkestäväksi kankaaksi, jota käytetään joillakin palosuojausaloilla.Se voidaan myös kutoa korkean lämpötilan suodatinpussiin korkean lämpötilan suodatusta ja pölynpoistoa varten.Lisäksi siitä voidaan valmistaa neulahuopa, jota käytetään joillain lämmöneristysaloilla.
Rakennusala
Basalttikuidun erinomaista korroosionkestävyyttä hyödyntäen se voidaan yhdistää vinyyli- tai epoksihartsiin pultruusio-, käämitys- ja muiden prosessien avulla uudentyyppisten rakennusmateriaalien valmistamiseksi.Tällä materiaalilla on korkea lujuus, erinomainen haponkestävyys ja korroosionkestävyys, ja sitä voidaan käyttää maa- ja vesirakentamisessa joidenkin terästankojen sijaan.Lisäksi basalttikuidun laajenemiskerroin on samanlainen kuin betonin, eikä näiden kahden välillä ole suurta lämpötilajännitystä.
Autoalan ala
Basalttikuidulla on vakaa kitkakerroin ja sitä voidaan käyttää joissakin kitkaa lisäävissä materiaaleissa, kuten jarrupaloissa.Korkean äänen absorptiokertoimen ansiosta sitä voidaan käyttää joissakin sisäosissa äänieristyksen ja melunvaimennusvaikutuksen saavuttamiseksi.
Petrokemian kenttä
Basalttikuidun korroosionkestävyys antaa sille ainutlaatuisia etuja petrokemian alalla.Yleisimmät ovat käämittävät korkeapaineputket yhdistettynä epoksihartsiin, joilla on kaksinkertainen lämmönsuoja- ja korroosionestovaikutus.
Vaikka basalttikuiduissa on edelleen ongelmia, kuten suuret vaihtelut mineraalikoostumuksessa, korkeat tuotantokustannukset ja alhainen tuotantotehokkuus, nämä ongelmat ovat sekä haasteita että mahdollisuuksia basalttikuitujen kehittämiselle ja hyödyntämiselle.
Kotimaisen basalttikuidun vetotekniikan läpimurron myötä basalttikuidun suorituskyky on vakaampi, kustannukset ovat alhaisemmat ja sillä on erittäin laaja sovellusnäkymä.


Postitusaika: 14.12.2022