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发布时间:2021-10-06 01:20:01人气:
本文摘要:玄武岩是一种由火山火山爆发出有的岩浆在地表加热后,凝结而出的颗粒状或泡沫状结构岩石,由于其结构皆一,硬度低,孔隙小,一般来说被用于公路、铁路、机场跑道等所需的优质建筑石材和装饰材料。然而却很少有人告诉,玄武岩还可高温抽丝做成绿色环保的高性能纤维产品,并与碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维一道被共列入世界上四大高技术纤维产品。

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玄武岩是一种由火山火山爆发出有的岩浆在地表加热后,凝结而出的颗粒状或泡沫状结构岩石,由于其结构皆一,硬度低,孔隙小,一般来说被用于公路、铁路、机场跑道等所需的优质建筑石材和装饰材料。然而却很少有人告诉,玄武岩还可高温抽丝做成绿色环保的高性能纤维产品,并与碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维一道被共列入世界上四大高技术纤维产品。据有关资料统计资料,我国秦岭南麓、甘肃祁连山、黑龙江五大连池、吉林长白山、新疆准噶尔盆地、西藏喜马拉雅山、青海昆仑山、山西大同、四川盆地以及华南沿海一带都有大量的玄武岩矿藏分布,例如仅有山西省太原境内就有延绵50平方公里的玄武岩火山岩,预估储存量为180亿吨,预估价值约3000亿元,其矿藏储量十分相当可观。

因此我国用玄武岩矿石加工做成的倒数玄武岩纤维,其原材料成本完全可以忽略不计,与其它三种高技术纤维比起,具有很大的生产成本上升空间。与此构成独特对照的是,美国、俄罗斯、德国、英国、法国、日本、韩国等经济发达国家合适拉制倒数纤维的火山玄武岩资源却并不多。

本文根据国内外所公开发表的公开发表资料,对倒数玄武岩纤维在国防及高科技领域的应用于及我国倒数玄武岩纤维近期发展近况做到一详细背景理解。据公开发表资料报导,玄武岩纤维直径仅有是头发丝的1/10,重量是同直径钢筋的1/3,抗拉强度是钢筋的4倍,用于温度更加可低约700℃,以倒数玄武岩纤维为强化体制出的各种性能出色的复合材料凭借其绝缘性能好、高温过滤性欠佳、抗辐射、透波性能欠佳,被普遍应用于航空航天、军工、消防、环保、汽车船舶制造、工程塑料、建筑等军民用领域,故倒数玄武岩纤维也被誉为21世纪的新型材料,低端碳纤维材料的理想替代品,是一种“点石成金”的新型环保纤维。

法国人Paul是想起用玄武岩拉制倒数纤维的第一人,早在1922年就申请人了涉及专利,但在当时却并没展开实质性的生产。直到1953年,由于其性能被当时前苏联政府所寄予厚望,并应用于本国的国防军事工业领域。但是当时生产倒数玄武岩纤维的技术并不繁盛,生产效率较低且斥资极大,大量应用于的还是技术较为简单的超细玄武保温岩棉。

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由于国防工业的急迫市场需求被迫前苏联科学家大大地展开生产工艺改进,直到1985年才在前苏联的乌克兰纤维实验室首度构建了倒数玄武岩纤维工业化生产。它的基本原理是将玄武岩矿石在1450℃至1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板做成倒数纤维。

其研发的200孔玄武岩熔融拉丝技术,使其能耗减少了2.5倍,从而大大减少了生产成本。20世纪90年代,由于前苏联的解体,玄武岩纤维的生产技术才被渐渐公开发表。在此之前,前苏联独有的玄武岩纤维产品主要应用于军工行业,很少向外界报导。

例如1975年7月17日与美国“阿波罗”号宇宙飞船接入的前苏联“联盟-19”号宇宙飞船,其结构材料上就应用于了前苏联生产的倒数玄武岩纤维(CBF)。俄罗斯还用倒数玄武岩纤维生产了无磁抗振的新型的两栖登陆舰艇。虽然前苏联的解体从客观上影响了倒数玄武岩纤维技术的更进一步发展,但由于其自身享有的独有出色性能,依然引发了欧美日等国家的高度注目。例如2003年美国军方就必要并购了乌克兰国内一个年产能约1000吨的倒数玄武岩纤维的生产工厂,其倒数玄武岩纤维制品100%用作国防军工领域,目前生产能力早已提升到4000吨/年,但明确研究应用于至今对外秘而不宣。

就连碳纤维工业尤为繁盛的日本,也从乌克兰引入了涉及技术,2011年在福岛地区创建了玄武岩纤维公司,虽然由于种种原因至今仍未动工生产,但也解释其仍然并未退出对玄武岩纤维生产技术的研究。我国的玄武岩纤维研发在上世纪七十年代也做到过一些基础研发工作,但由于种种原因,只持续几年就不了了之。直到上个世纪九十年代中后期,为了符合某引入重型战斗机发动机、仪表舱、飞行员座椅隔温防震材料的必须,国家才又研拨给经费重新启动了玄武岩纤维项目研究。由于玄武岩纤维的剪切强度相等于T300碳纤维,防水及耐高温水解、耐核辐射性能等则低过碳纤维,而价格意味着是碳纤维的八分之一,因此引发了国内科研机构的普遍兴趣。

经过20年左右的时间,在国内科研生产部门的大大探寻下,已和俄罗斯、乌克兰一样,沦为少数几个享有几乎自律知识产权生产技术的国家,并大有后来者居上的态势。累计到2018年,我国专门从事玄武岩纤维生产的企业大约有20余家,总生产能力大约为3万余吨,实际总产量大约为1万吨,均居世界第一。山西大同,河北邯郸等地堪称雄心勃勃的意欲将其生产规模分别不断扩大至5万吨、2万吨。

随着池窑生产新技术和拉丝漏板新工艺的突破,其单位生产成本还有望之后大幅度上升。在国防工业领域,倒数玄武岩纤维在我国也获得了普遍的应用于。

由于其具备较高的电绝缘性和较高的电磁波利用性,可用作天线整流罩、雷达及其他无线电设备等。其出色的耐高温及较低的热传导系数,已被普遍的用作导弹、飞机等产品的防水产品。其出色的吸音和隔音性能,具备较好的声伪装性能,可用作航空发动机、气动设备废气系统的热力学隔音材料。

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在人防工程领域,已普遍的用于玄武岩纤维屏蔽保温材料来解决问题地下工程“节约能源”、“屏蔽”、”抗爆”等多个难题。我国的海岛海防工程用于的珊瑚礁钢筋混凝土结构在严苛岛礁环境下的耐久性问题引人注目,意味着在高温低滑低盐的环境下用于6个月,钢筋梁底部就再次发生了破损收缩,严重影响了国防战备。而用于倒数玄武岩纤维来替换钢筋,耐腐蚀性能十分出色,为解决问题岛礁结构耐久性问题获取了新的思路。

倒数玄武岩纤维通过与芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维夹杂用于还大大提高了防弹衣材料的综合性能。我国军方科研部门研究指出,由聚氨酯泡沫、超高分子量聚乙烯纤维和玄武岩纤维人组构成的夹心式防水结构,装甲结构的防水性能需要超过纯钢装甲的3倍,同时又不具备出色的抗高温性能。

倒数玄武岩纤维性能的提升还大有潜力可挖,由于在其制取过程中表面不易产生微裂纹,这也是影响其性能之后提升的最重要因素。我国科学家最近使用了一种微胶囊自修缮技术来自动修缮表面的微裂纹,使得玄武岩纤维的长年力学性能获得大幅提高。


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