Dadansoddiad o Dechnoleg Ffibr Basalt
Deunyddiau Crai a Phroses Gynhyrchu
Y deunydd crai ar gyfer ffibr basalt yw craig basalt folcanig. Ei Cemegol silicon deuocsid ac alwminiwm ocsid yw'r cyfansoddiad yn bennaf, wedi'i ategu gan ocsidau haearn, calsiwm, ac eraill. Ar ôl malu a glanhau, caiff y mwyn ei fwydo i ffwrnais toddi, lle caiff ei doddi'n magma homogenaidd ar dymheredd uchel o tua 1500°C, ac yna'n cael ei dynnu'n ffibrau parhaus trwy nyddu aloi platinwm-rhodiwm.
O'i gymharu â Ffibr Gwydr,ffibr basalt yn dileu'r broses swpio ac yn defnyddio deunydd crai mwy unigol. O'i gymharu â'r broses garboneiddio gymhleth o ffibr carbon, sy'n gofyn am ragflaenydd organig, mae ei broses gynhyrchu yn fwy uniongyrchol. Fodd bynnag, gall amrywiadau yng nghyfansoddiad mwyn basalt effeithio ar sefydlogrwydd ffibr, gan olygu bod angen sgrinio deunydd crai llym.
Nodweddion Perfformiad Ffisegol a Chemegol
(1) Priodweddau Mecanyddol: Cryfder tynnol ffibr basalt rhwng ffibr gwydr cyffredin a ffibr carbon, fel arfer yn amrywio o 3000 i 4800 MPa, gyda modwlws elastigedd o tua 90-110 GPa. Mae hyn yn well na ffibr gwydr-E ond yn is na ffibr carbon modiwlws uchel. Mae ei ymestyniad wrth dorri tua 3%, sy'n dynodi lefel benodol o galedwch.
(2) Gwrthiant Tymheredd: Yr ystod tymheredd gweithredu hirdymor yw -260°C i 700°C, gyda gwrthiant tymheredd ar unwaith hyd at 1000°C. Mae hyn yn well na'r rhan fwyaf o ffibrau organig a ffibrau gwydr cyffredin, gan agosáu at ffibrau ceramig ond am gost is.
(3) Gwrthiant Cyrydiad: Mae ei sefydlogrwydd mewn amgylcheddau asid ac alcali yn well na ffibr gwydr, yn enwedig gan nad yw bron yn dangos cyrydiad yn yr ystod pH 2-11, gan ei wneud yn addas ar gyfer amgylcheddau llym fel amodau llaith a chwistrell halen.
(4) Eiddo Eraill: Mae ganddo dargludedd thermol isel (tua ), perfformiad inswleiddio trydanol da, a chyfradd amsugno lleithder o lai na .
Cymhariaeth o Feysydd Cais
(1) Atgyfnerthu Adeiladu: O'i gymharu â rebar dur traddodiadol, rebar ffibr basalt yn ysgafn ac yn gwrthsefyll cyrydiad, sy'n osgoi problem carboniad concrit, er bod ei gost gychwynnol yn uwch. O'i gymharu â rebar ffibr carbon, mae'n cynnig cost-effeithiolrwydd gwell.
(2) Pwysau Pwysau Modurol: Mewn cydrannau fel padiau brêc a thariannau gwres gwacáu, mae'n fwy cyfeillgar i'r amgylchedd nag asbestos ac yn cyflawni gostyngiad pwysau o dros o'i gymharu â deunyddiau metelaidd.
(3) Offer Electronig: Wedi'i ddefnyddio fel deunydd atgyfnerthu ar gyfer byrddau cylched, mae ei berfformiad dielectrig yn well na ffibr gwydr, ac mae'n osgoi problemau cysgodi signal.
(4) Deunyddiau Hidlo: Mae ei wrthwynebiad tymheredd uchel yn rhoi mantais sylweddol iddo dros hidlwyr ffibr cemegol ym maes hidlo nwy ffliw tymheredd uchel.
Cyfyngiadau Technegol
(1) Cost Cynhyrchu: Mae pris cyfredol ffibr basalt tua 2-3 gwaith pris ffibr gwydr-E, yn bennaf oherwydd y defnydd uchel o ynni toddi a'r traul sylweddol ar y nydd-droelliad. Gall cynhyrchu ar raddfa fawr leihau hyn i tua 1.5 gwaith pris ffibr gwydr.
(2) Rheoli Prosesau: Mae unffurfiaeth y toddi yn effeithio'n sylweddol ar ddiamedr y ffibr, gan ei gwneud yn ofynnol i'r maes tymheredd a'r cyflymder tynnu gael rheolaeth fanwl gywir.
(3) Addasrwydd Prosesu Dwfn: Mae dewis asiantau cyplu ar gyfer bondio â matricsau resin yn fwy llym nag ar gyfer ffibr gwydr, gan olygu bod angen optimeiddio wedi'i dargedu.
Tueddiadau Datblygiad Technolegol
(1) Technoleg Puro Deunydd Crai: Defnyddio dulliau fel gwahanu magnetig ac arnofio i leihau'r cynnwys haearn yn y mwyn, a thrwy hynny wella sefydlogrwydd toddiant.
(2) Gwella'r Broses Doddi: Datblygu odynau newydd wedi'u gwresogi gan electrodau i leihau'r defnydd o ynni tua o'i gymharu ag odynau traddodiadol sy'n cael eu tanio gan nwy.
(3) Amrywio Cynnyrch: Mathau arbennig fel ffibrau ultra-fân (diamedr ffilament sengl) ) a datblygwyd ffibrau â thrawsdoriadau anghylchol.
(4) Ailgylchu: Gellir malu ffibrau gwastraff a'u defnyddio fel cymysgeddau mewn concrit, gan gyflawni cylchrediad adnoddau.
Casgliad
O'i gymharu â ffibrau perfformiad uchel eraill, y fantais graidd o ffibr basalt yn gorwedd yn ei system ddeunyddiau crai holl-naturiol a'i berfformiad cynhwysfawr cytbwys. Er nad yw ei gryfder hysbys mor uchel â ffibr carbon, a bod ei derfyn tymheredd yn is na ffibr ceramig, mae ei gyfeillgarwch amgylcheddol a'i gost-effeithiolrwydd yn ei gwneud yn anhepgor mewn amrywiol sectorau diwydiannol. Gyda'r optimeiddio parhaus o'r broses gynhyrchu, disgwylir i'w ystod o gymwysiadau ehangu ymhellach.
