Анализ на технологията на базалтовите влакна
Суровини и производствен процес
Суровината за базалтови влакна е вулканична базалтова скала. Нейната Химически Съставът е предимно силициев диоксид и алуминиев оксид, допълнени от оксиди на желязо, калций и други. След раздробяване и почистване, рудата се подава в топилна пещ, където се разтопява в хомогенна магма при висока температура от около 1500°C и след това изтеглени в непрекъснати влакна през дюза от платинено-родиева сплав.
В сравнение с Стъклени влакна,базалтови влакна елиминира процеса на дозиране и използва по-единична суровина. В сравнение със сложния процес на карбонизация на въглеродните влакна, който изисква органичен прекурсор, производственият му процес е по-директен. Колебанията в състава на базалтовата руда обаче могат да повлияят на стабилността на влакната, което налага строг скрининг на суровините.
Физически и химични характеристики на производителността
(1) Механични свойства: Якостта на опън на базалтови влакна е между тази на обикновеното стъклено влакно и въглеродните влакна, обикновено варираща от 3000 до 4800 MPa, с модул на еластичност от приблизително 90-110 GPa. Това е по-добро от E-стъклените влакна, но по-ниско от високомодулните въглеродни влакна. Удължението му при скъсване е около 3%, което показва определено ниво на якост.
(2) Температурна устойчивост: Дългосрочният работен температурен диапазон е от -260°C до 700°C, с моментална температурна устойчивост до 1000°C. Това е по-добро от повечето органични влакна и обикновените стъклени влакна, доближавайки се до керамичните влакна, но на по-ниска цена.
(3) Устойчивост на корозия: Стабилността му в киселинни и алкални среди е по-добра от тази на стъклените влакна, особено като почти не показва корозия в диапазона pH 2-11, което го прави подходящ за тежки среди като влажни условия и солен спрей.
(4) Други имоти: Има ниска топлопроводимост (прибл. ), добри електрически изолационни характеристики и степен на абсорбция на влага по-малка от .
Сравнение на областите на приложение
(1) Армировка на конструкцията: В сравнение с традиционната стоманена арматура, базалтова арматура от влакна е лек и устойчив на корозия, което избягва проблема с карбонизацията на бетона, въпреки че първоначалната му цена е по-висока. В сравнение с арматурата от въглеродни влакна, предлага по-добра икономическа ефективност.
(2) Олекотяване на автомобилната индустрия: В компоненти като спирачни накладки и топлинни екрани за ауспуха, той е по-екологичен от азбеста и постига намаляване на теглото с над в сравнение с металните материали.
(3) Електронно оборудване: Използван като подсилващ материал за печатни платки, диелектричните му характеристики са по-добри от тези на стъклените влакна и избягват проблеми със екранирането на сигнала.
(4) Филтриращи материали: Неговата устойчивост на високи температури му дава значително предимство пред филтрите от химически влакна в областта на филтрирането на димни газове при висока температура.
Технически ограничения
(1) Производствени разходи: Настоящата цена на базалтовите влакна е около 2-3 пъти по-висока от тази на E-стъклените влакна, главно поради високата консумация на енергия за топене и значителното износване на дюзите. Производството в голям мащаб може да намали това до около 1,5 пъти по-висока от тази на стъклените влакна.
(2) Контрол на процеса: Еднородността на стопилката значително влияе върху диаметъра на влакната, което изисква прецизен контрол на температурното поле и скоростта на изтегляне.
(3) Адаптивност към дълбока обработка: Изборът на свързващи агенти за свързване със смолни матрици е по-строг, отколкото за стъклени влакна, което изисква целенасочена оптимизация.
Тенденции в технологичното развитие
(1) Технология за пречистване на суровини: Използване на методи като магнитно разделяне и флотация за намаляване на съдържанието на желязо в рудата, като по този начин се подобрява стабилността на стопилката.
(2) Подобряване на процеса на топене: Разработване на нови пещи с електродно нагряване за намаляване на потреблението на енергия с около в сравнение с традиционните газови пещи.
(3) Диверсификация на продуктите: Специални разновидности като ултрафини влакна (с единичен диаметър на нишката) ) и са разработени влакна с некръгли напречни сечения.
(4) Рециклиране: Отпадъчните влакна могат да бъдат смачкани и използвани като добавки в бетона, постигащи циркулация на ресурсите.
Заключение
В сравнение с други високопроизводителни влакна, основното предимство на базалтови влакна се крие в изцяло естествената му суровинна система и балансираната му цялостна производителност. Въпреки че известната му здравина не е толкова висока, колкото на въглеродните влакна, а температурният му лимит е по-нисък от този на керамичните влакна, екологичността и икономическата му ефективност го правят незаменим в различни промишлени сектори. С непрекъснатата оптимизация на производствения процес се очаква обхватът му на приложение да се разшири допълнително.
