L'auge de la fibra de basalt
fibra de basalt, abreujat com a CBF, és una fibra contínua inorgànica no metàl·lica produïda únicament a partir de mineral de basalt mitjançant processos de fusió i estirament a alta temperatura. No només posseeix excel·lents propietats mecàniques, com ara una alta resistència i un mòdul elevat, sinó que també presenta bones Químic estabilitat, resistència a altes temperatures i avantatges de costos. Com a important material funcional mineral de reforç mecànic i material estructural verd, la fibra de basalt s'ha unit amb èxit a les files dels quatre materials de fibra clau per al desenvolupament del meu país (juntament amb la fibra de carboni, la fibra d'aramida i la fibra de polietilè de pes molecular ultra alt).
El procés de preparació de la fibra de basalt implica diverses etapes clau, com ara la selecció del material, la mòlta, la fusió i l'estirament. L'etapa de selecció del material requereix reserves suficients de mineral en brut i indicadors de rendiment que compleixin els estàndards; l'etapa de mòlta implica la trituració de la matèria primera, la separació magnètica i l'agitació uniforme; durant el procés de fusió, el material que s'utilitzarà s'ha de preescalfar a aproximadament 900 ℃ i després s'escalfa a 1300-1400 ℃ en un forn elèctric; finalment, la massa fosa s'estira en fibres mitjançant un procés d'estirament i després s'enrotlla en un producte cilíndric mitjançant equips com ara un agent d'encapsulament, una empaquetadora, un tensor de fibra i una màquina de bobinatge automàtica. Cal destacar que la composició química del mineral de basalt té una influència decisiva en els indicadors de rendiment de formació de fibres. Un contingut excessiu de ferro pot provocar una mala permeabilitat tèrmica i una fusió incompleta de la massa fosa de basalt, reduint així l'eficiència de la fusió. A més, factors naturals com ara variacions en la composició del dipòsit de basalt i una cristal·lització interna desigual també poden afectar la qualitat de la fibra. Durant l'escalfament, els òxids de ferro més densos s'acumulen al perforador d'aliatge de platí-rodi a la part inferior del forn, causant problemes d'erosió. Simultàniament, el basalt té un rang de temperatures de formació de fibres estret, amb una temperatura de cristal·lització que coincideix essencialment amb la temperatura d'estirament; aquest fenomen de cristal·lització afecta negativament la resistència a la tracció de la fibra.
Comparació del rendiment principal de la fibra de basalt amb altres fibres
fibra de basalt, amb les seves propietats úniques, s'ha convertit en líder en Lleuger, materials compostos d'alta resistència. No només compta amb una resistència a la tracció i un mòdul elàstic excepcionals, sinó que també posseeix una llarga vida útil, característiques sense contaminació, un ampli rang de temperatures de funcionament i una baixa absorció d'humitat. Entre molts materials de fibra, la fibra de basalt destaca perquè utilitza només una matèria primera mineral natural i el seu procés de producció és respectuós amb el medi ambient, sense necessitat d'additius.
A continuació, aprofundirem en les característiques estructurals, els avantatges de rendiment i el potencial d'aplicació de la fibra de basalt en diversos camps.
(1) Procés de modificació de l'agent d'acoblament
La modificació d'agents d'acoblament s'utilitza àmpliament per millorar la interacció interfacial dels materials compostos, millorant així les seves propietats mecàniques, tèrmiques i elèctriques. Aquest procés utilitza l'efecte "pont" dels agents d'acoblament per connectar diferents materials, millorant la seva compatibilitat.
(2) Procés combinat de nanomodificació i modificació d'agents d'acoblament
Els compostos de fibra de basalt es poden optimitzar encara més mitjançant un procés combinat de nanomodificació i modificació d'agents d'acoblament. Aquest procés de modificació combinat pot aprofitar plenament les excel·lents propietats de la fibra de basalt i ampliar les seves àrees d'aplicació.
La fibra de basalt té un ampli potencial d'aplicació en múltiples camps.
Per exemple, en la indústria química, es pot utilitzar com a material resistent a la corrosió; en la indústria de l'automòbil, es pot utilitzar com a material resistent al desgast i a la fricció, així com per a zones objectiu que resisteixen impactes a baixa velocitat; en el camp de la construcció, la fibra de basalt pot millorar la resistència i la durabilitat del formigó i el morter de ciment. A més, la fibra de basalt també té una excel·lent resistència a altes temperatures, cosa que la fa adequada per a l'aïllament a altes temperatures, la ignifugació i la resistència a la calor en la indústria de l'automòbil. A continuació, explorarem en detall les aplicacions de la fibra de basalt en els camps dels materials de construcció i l'enginyeria civil. En la construcció, la fibra de basalt es pot utilitzar per produir perfils pultrusionats o barres d'armadura per a l'armadura de formigó. És més resistent i lleugera que l'acer, alhora que posseeix resistència natural als àlcalis, l'òxid i els àcids. A més, la fibra de basalt té el mateix coeficient d'expansió tèrmica que el formigó, cosa que facilita el tall en longituds específiques, ideal per a aplicacions de construcció.
De la mateixa manera, la fibra de basalt juga un paper important en l'enginyeria de carreteres. Es pot utilitzar com a material de reforç per al formigó asfàltic, millorant eficaçment la resistència a la tracció, la tenacitat i la resistència a la deformació per solc del paviment.
A més, la fibra de basalt presenta un rendiment excel·lent en el camp petroquímic. Pot suportar l'erosió dels gasos orgànics, proporcionant una nova opció de material per a l'enginyeria del petroli i el gas. Per exemple, es poden desenvolupar nous productes i processos per a materials i compostos de fibra de basalt lleugers i d'alta resistència per al transport per oleoductes de petroli i gas, líquids calents i freds i materials a granel, així com la fabricació d'oleoductes d'hidrogen d'alta pressió i llarga distància.
En conclusió, la fibra de basalt, amb les seves propietats úniques i el seu ampli potencial d'aplicació, està jugant un paper cada cop més important en diversos camps. Amb l'avanç continu de la tecnologia, s'espera que les perspectives d'aplicació de la fibra de basalt siguin encara més àmplies.