Die opkoms van basaltvesel
Basaltvesel, afgekort as CBF, is 'n anorganiese nie-metaalagtige deurlopende vesel wat uitsluitlik uit basalterts vervaardig word deur middel van hoëtemperatuur-smelt- en trekprosesse. Dit beskik nie net oor uitstekende meganiese eienskappe, soos hoë sterkte en hoë modulus nie, maar vertoon ook goeie Chemiese stabiliteit, hoëtemperatuurweerstand en kostevoordele. As 'n belangrike meganiese versterkende mineraalfunksionele materiaal en groen strukturele materiaal, het basaltvesel suksesvol by die geledere van my land se vier sleutelveselmateriale vir ontwikkeling aangesluit (saam met koolstofvesel, aramiedvesel en ultrahoë molekulêre gewig poliëtileenvesel).
Die voorbereidingsproses van basaltvesel behels verskeie sleutelfases, insluitend materiaalkeuse, maal, smelt en trek. Die materiaalkeusefase vereis voldoende rou ertsreserwes en prestasie-aanwysers wat aan standaarde voldoen; die maalfase behels die vergruising van rou materiaal, magnetiese skeiding en eenvormige roering; tydens die smeltproses moet die materiaal wat gebruik gaan word tot ongeveer 900 ℃ voorverhit word, en dan tot 1300–1400 ℃ in 'n elektriese oond verhit word; laastens word die smelt deur 'n trekproses in vesels getrek en dan in 'n silindriese produk gewikkel deur toerusting soos 'n graderingsmiddel, 'n bondelmasjien, 'n veselspanner en 'n outomatiese wikkelmasjien. Dit is opmerklik dat die chemiese samestelling van basalterts 'n beslissende invloed op veselvormende prestasie-aanwysers het. Oormatige ysterinhoud kan lei tot swak termiese deurlaatbaarheid en onvolledige smelting van die basaltsmelt, wat die smeltdoeltreffendheid verminder. Verder kan natuurlike faktore soos variasies in die basaltafsettingsamestelling en ongelyke interne kristallisasie ook die veselkwaliteit beïnvloed. Tydens verhitting versamel digter ysteroksiede in die platinum-rodium-legeringsperforator onderaan die oond, wat erosieprobleme veroorsaak. Terselfdertyd het basalt 'n nou veselvormingstemperatuurreeks, met kristallisasietemperatuur wat in wese saamval met die trektemperatuur; hierdie kristallisasieverskynsel beïnvloed die treksterkte van die vesel nadelig.
Basaltvesel se belangrikste prestasievergelyking met ander vesels
Basaltvesel, met sy unieke eienskappe, het na vore gekom as 'n leier in Liggewig, hoësterkte-saamgestelde materiale. Dit spog nie net met uitstekende treksterkte en elastisiteitsmodulus nie, maar beskik ook oor 'n lang lewensduur, besoedelingsvrye eienskappe, 'n wye bedryfstemperatuurreeks en lae vogabsorpsie. Onder baie veselmateriale staan basaltvesel uit omdat dit slegs 'n enkele natuurlike minerale grondstof gebruik, en die produksieproses daarvan is omgewingsvriendelik en benodig geen bymiddels nie.
Vervolgens sal ons die strukturele eienskappe, prestasievoordele en toepassingspotensiaal van basaltvesel in verskeie velde ondersoek.
(1) Proses vir die wysiging van koppelmiddel
Die modifikasie van koppelmiddels word wyd gebruik om die tussenvlakinteraksie van saamgestelde materiale te verbeter, waardeur hul meganiese, termiese en elektriese eienskappe verbeter word. Hierdie proses gebruik die "bruggingseffek" van koppelmiddels om verskillende materiale te verbind en sodoende hul versoenbaarheid te verbeter.
(2) Gekombineerde Nano-Modifikasie en Koppelmiddelmodifikasieproses
Basaltvesel-komposiete kan verder geoptimaliseer word deur 'n gekombineerde proses van nano-modifikasie en koppelmiddelmodifikasie. Hierdie gekombineerde modifikasieproses kan die uitstekende eienskappe van basaltvesel ten volle benut en die toepassingsgebiede daarvan verbreed.
Basaltvesel het breë toepassingspotensiaal in verskeie velde.
Byvoorbeeld, in die chemiese industrie kan dit as 'n korrosiebestande materiaal gebruik word; in die motorbedryf kan dit as 'n slytasiebestande en wrywingsbestande materiaal gebruik word, sowel as vir teikenareas wat lae-spoed-impakte weerstaan; in die konstruksieveld kan basaltvesel die sterkte en duursaamheid van beton en sementmortel verbeter. Verder het basaltvesel ook uitstekende hoëtemperatuurweerstand, wat dit geskik maak vir hoëtemperatuur-isolasie, brandwering en hittebestandheid in die motorbedryf. Vervolgens sal ons die toepassings van basaltvesel op die gebied van boumateriaal en siviele ingenieurswese in detail ondersoek. In konstruksie kan basaltvesel gebruik word om gepultrudeerde profiele of wapeningsstawe vir betonversterking te vervaardig. Dit is sterker en ligter as staal, terwyl dit natuurlike weerstand teen alkalieë, roes en sure besit. Verder het basaltvesel dieselfde termiese uitsettingskoëffisiënt as beton, wat dit maklik maak om in spesifieke lengtes te sny, ideaal vir konstruksietoepassings.
Net so speel basaltvesel 'n belangrike rol in padingenieurswese. Dit kan as 'n versterkingsmateriaal vir asfaltbeton gebruik word, wat die treksterkte, taaiheid en weerstand teen spoorvormingsvervorming van die plaveisel effektief verbeter.
Daarbenewens toon basaltvesel uitstekende prestasie in die petrochemiese veld. Dit kan die erosie van organiese gasse weerstaan, wat 'n nuwe materiaalopsie vir olie- en gasingenieurswese bied. Nuwe produkte en prosesse vir liggewig, hoësterkte basaltveselmateriale en komposiete kan byvoorbeeld ontwikkel word vir pyplynvervoer van olie en gas, warm en koue vloeistowwe, en grootmaatmateriale, sowel as die vervaardiging van langafstand-, hoëdruk-waterstofpyplyne.
Ten slotte speel basaltvesel, met sy unieke eienskappe en breë toepassingspotensiaal, 'n toenemend belangrike rol in verskeie velde. Met die voortdurende vooruitgang van tegnologie word verwag dat die toepassingsvooruitsigte van basaltvesel selfs breër sal wees.