Bazalt lifinin cazibəsi

Bazaltdan liflərin istehsalı konsepsiyası yeni deyil. Bazalt lifi istehsalı üçün ilk patent 1923-cü ildə verilmişdir və 1950-1960-cı illərdə geniş tədqiqatlar onun hərbi tətbiqlərinə yönəlmişdir. Hətta aparıcı Şüşə lifi İstehsalçılar bazaltın potensialını o zaman araşdırdılar, baxmayaraq ki, onlar 1970-ci illərdə öz tədqiqat və inkişaf istiqamətlərini S-2 kimi daha yüksək performanslı şüşə liflərə çevirdilər. Onilliklər ərzində bazalt lifli kompozitlərə maraq dəyişdi, lakin son illərdə davamlı olaraq artdı.

Bazaltın maqnezium və dəmirlə zəngin lavadan qaynaqlandığını nəzərə alsaq, sürətlə qayaya soyudulmuş, bazalt liflərinin müstəsna istilik izolyasiyası, yanğına davamlılıq və yüksək temperaturda dayanıqlıq nümayiş etdirməsi təəccüblü deyil. Bu xüsusiyyətlər onları yüksək temperatur izolyasiyası üçün standart material halına gətirir. Məsələn, Rusiyanın bazalt lif istehsalçısı Kamenny Vek ABŞ avtomobil sənayesini egzoz sisteminin izolyasiyası üçün məhsullar və sənaye tətbiqləri üçün istiliyədavamlı materiallarla təmin edir.

İstilik performansından başqa, bazalt lifi's güc, sərtlik, zərbə müqaviməti və birləşməsidir Kimyəvi hərəkətsizlik onu kompozitlər üçün cəlbedici möhkəmləndirici edir. Fiberlə gücləndirilmiş plastik (FRP) tətbiqlərində onun qəlibləmə prosesləri şüşə lifinə bənzəyir. Demək olar ki, hər hansı bir şüşə lif tökmə texnikası əsas parametrlərə kiçik düzəlişlərlə bazalt lifi üçün uyğunlaşdırıla bilər. Bazalt lifi bütün standart qatran sistemləri ilə də uyğun gəlir.

Bazaltın sıxlığı (2,63 q/sm³) şüşə lifindən bir qədər yüksək olsa da, onun performans üstünlükləri daha yüngül və dizayn baxımından daha çevik kompozitlər əldə etməyə imkan verir.

Bazalt lifinin istilik xassələri izolyasiyadan əlavə diqqəti cəlb edir. Onun kompozitləri daha geniş temperatur diapazonu tələb edən tətbiqlərdə getdikcə daha çox istifadə olunur. Zərbə müqaviməti də şüşə və karbon liflərindən üstündür. Almaniyanın İnteqrativ Yüngül Quruluş Mərkəzi və RWTH Aachen Universitetinin Tekstil Texnologiyaları İnstitutu tərəfindən aparılan ilkin tədqiqatlar göstərdi ki, bazalt hibrid iplik parça (HYWF) ilə gücləndirilmiş poliamid 6 şüşə lif HYWF-dən 35%, karbon lifli HYWF-dən isə 17% daha çox xüsusi enerji udur.

Bazaltdakı dəmir və alüminium oksidləri əlavə üstünlüklərə kömək edir. Məsələn, bazalt lifi E-şüşə ilə müqayisədə daha yaxşı korroziyaya davamlılıq və yanğına davamlılıq nümayiş etdirir. İrlandiyanın Mafic və Kanadanın Fraunhofer Layihə Mərkəzi tərəfindən aparılan bir araşdırma, bazalt lif/epoksi sınaq panellərinin eyni qatran və proseslə hazırlanmış E-şüşə/epoksi panellərlə müqayisədə 20% daha çox xüsusi sərtliklə yanaşı, 40% daha yüksək dartılma modulu, dartılma gücü və interlaminar kəsilmə gücü əldə etdiyini təsdiqlədi. Kamenny Vek də oxşar nəticələr bildirdi.

Bazalt lifinin aşağı su udulması tikinti və boru kəməri tətbiqləri üçün vacibdir. O, qeyri-keçiricidir və təbii olaraq yaranan material kimi, sintetik liflərə nisbətən təkrar emal etmək daha asandır - avtomobil və digər sənayelər üçün əsas məsələdir. Gencarelle bazalt lifini alternativlərə nisbətən "daha arıq, yaşıl və daha sərt" kimi təsvir edir və onun kompozitlərini E-şüşə və karbon lifi arasında xərc-performans körpüsü kimi yerləşdirir. Thompsonun qeyd etdiyi kimi, "Biz karbon və şüşə lifləri arasındakı boşluğu doldururuq - belə bir həll üçün çoxdan can atan bir bazar."

Bildirilir ki, karbondan bazalt lifə keçid elektron şüşədən keçməkdən daha asandır, baxmayaraq ki, hər ikisi mümkündür. Karbon lifi istifadəçiləri üçün xərclərə qənaət dəyişiklikləri sürətləndirir, bazaltın balanslaşdırılmış performans-qiymət nisbəti isə karbonun ultra yüksək performansının lazımsız olduğu tətbiqlərə uyğun gəlir. Onların uğursuzluq rejimləri də fərqlidir: karbon lifi fəlakətli şəkildə sıradan çıxmağa meyllidir (məsələn, parçalanma), bazalt lif isə tədricən, daha təhlükəsiz uğursuzluq nümayiş etdirir. Streetman belə təsvir edir: "Karbon kompozit protez ayaq qəfil sıradan çıxır və yıxılır; bazalt kompozit ayaq istifadəçiyə oturmağa imkan verir."

İstehsalın təkmilləşdirilməsi xərcləri azaltsa da, bazalt lifi yüksək həcmli tətbiqlərdə E-şüşə ilə müqayisədə iki dəfə baha olaraq qalır. Mükafatı əsaslandırmaq üçün onun üstün xüsusiyyətləri – daha yüksək sərtlik, güc, zərbəyə davamlılıq, kimyəvi/suya davamlılıq və daha təhlükəsiz nasazlıq rejimləri – kritik dəyər verməlidir. Texnologiya irəlilədikcə, bu vulkanik qaya qabaqcıl materiallar dünyasında özünəməxsus bir yer oyma edir.