Uudised

Materjaliteaduse laias valdkonnas on olemas ainulaadne kiudmaterjali tüüp – see ei ole sündinud keerulise keemilise sünteesi teel, vaid on saadud otse iidsest kõvast kivimist: basaltist. See materjal on basaltkiud – kõrgjõudlusega anorgaaniline kiud, mis tänu oma erilisele päritolule ja erakordsetele omadustele on vaikselt tõusmas silmapaistvaks tegijaks arvukates tööstussektorites.

Kõigepealt peame aru saama, mis see on. Lihtsamalt öeldes on basaltkiud pidev kiud, mis on toodetud looduslikust basaltmaagist kui kõrgekvaliteedilisest toorainest; pärast kõrgel temperatuuril sulamist tõmmatakse see kiiresti läbi plaatina-roodiumi sulamist pukside. Selle tooraineallikad on rikkalikud ja neid leidub peaaegu kõikjal maailmas. Põhimõtteliselt on see puhtalt looduslik silikaatkiud; selle tootmisprotsess ei hõlma lisatud keemilisi abiaineid, mis annab sellele teatud ainulaadsed omadused.
Järgnevalt kirjeldan punkt-punktilt mitmeid basaltkiudude põhiomadusi.

„Madala kõrgusega majanduse“ kiireneva tõusu taustal on infrastruktuuri ehitamine – näiteks droonide õhkutõusmis- ja maandumisplatsid, üldlennunduse lennujaamad, madala kõrgusega logistikakeskused ning navigatsiooni- ja sidetornid – kogenud plahvatuslikku nõudluse kasvu. Need rajatised peavad vastama mitte ainult kergekaalulise disaini, suure tugevuse ja pikaealisuse põhinõuetele, vaid ka kohanema keeruliste töötingimustega, mis hõlmavad äärmuslikku kliimat, meresoola pihustamist ja kõrgsageduslikku kasutamist, järgides samal ajal rohelise ja vähese süsinikuheitega arengusuunda.

Basaltkiud, lühendatult CBF, on anorgaaniline mittemetalliline pidevkiud, mida toodetakse ainult basaltmaagist kõrgel temperatuuril sulatamise ja venitamise teel. Sellel on lisaks suurepärastele mehaanilistele omadustele, nagu kõrge tugevus ja kõrge elastsusmoodul, ka hea keemiline stabiilsus, kõrge temperatuuritaluvus ja kulueelised. Olulise mehaaniliselt tugevdava mineraalse funktsionaalse materjali ja rohelise konstruktsioonimaterjalina on basaltkiud edukalt liitunud minu riigi nelja peamise arendusjärgus kiudmaterjaliga (koos süsinikkiu, aramiidkiu ja ülikõrge molekulmassiga polüetüleenkiuga).

Basaltkiust komposiitmaterjalid, mille eelised on kerge kaal, suur tugevus, ohutus ja keskkonnasõbralikkus, aitavad uutel energiasõidukitel vähendada kaalu 30–50%, parandada löögikindlust enam kui 40% ja pikendada oluliselt sõiduulatust. See vulkaanilisest kivimist saadud „roheline materjal” omab ka tulekindlaid, isoleerivaid ja korrosioonikindlaid omadusi, näidates silmapaistvat jõudlust akusüsteemides, kerekonstruktsioonides ja šassiikomponentides, kiirendades tööstuse arengut ohutuma ja tõhusama tuleviku suunas.

Aastaks 2026 nihkub ülemaailmne tööstuslik fookus traditsioonilistelt sünteetilistelt kiududelt iidsele, kuid futuristlikule materjalile – basaltkiule. Kuna Euroopa ja Ameerika turgudel otsitakse pidevalt „rohelist ehitust” ja „jätkusuutlikku tootmist”, on basaltkiust, millel on 100% looduslikud omadused ja silmapaistev keskkonnatoime, saamas materjaliteaduse „uus lemmik”.

Võrreldes teiste kõrgjõudlusega kiududega on pideval basaltkiul rikkalikud tooraineallikad, keskkonnasõbralik tootmisprotsess ning kõrge tugevus, elastsusmoodul ja suurepärased füüsikalis-keemilised omadused. Selle peamised rakendused on järgmised:

Lennunduse ja kosmosevaldkonnas kergkergete ja kõrgele temperatuurile vastupidavate materjalide nõudluse kasvu taustal on Hiina basaltkiu tööstus saavutanud läbimurde mikronisuuruses ülipeente kiudude masstootmistehnoloogias, mille tulemuslikkuse näitajad on väga kooskõlas lennunduse ja kosmose infrastruktuuri vajadustega. See pakub murrangulisi lahendusi süvakosmoseuuringuteks, kosmoselaevade kaitsmiseks ja Kuu baaside ehitamiseks.

Süvamere salapärases ja mõistmatus maailmas on lahti rullumas „kivimitest“ alguse saanud materjalide revolutsioon. Basaltkiud – see vulkaanilisest kivimist saadud kõrgtehnoloogiline kiud – on muutumas süvamere nafta- ja gaasiplatvormide „terasskeletiks“, süvamererobotite „kergeks soomuseks“ ja avamere tuuleenergia „stabiilseks aluseks“. See mitte ainult ei murra äärmusliku süvamerekeskkonna poolt inimeste uurimistööle seatud piiranguid, vaid kujundab oma hämmastava jõudlusega ümber ka süvamere majanduse konkurentsimaastikku, sealhulgas 15% suurema kaevandamise efektiivsuse ja 30% pikema seadmete elueaga. Uurime basaltkiu poolt sisse juhatatud „uut sügavsinist ajastut“.

Basalt, vulkaanilise laava jahtumisel tekkinud kivim, on Maal rikkalikult levinud. Kõrgtemperatuurilise sulatamise ja peene venitamise teel toodetakse basaltkiude, kasutades klaaskiudude tootmisprotsessiga sarnast tootmisprotsessi. Kõrgetel temperatuuridel (1450–1500 ℃) sulatatakse basaltkivim ja seejärel venitatakse see suurel kiirusel läbi kõrge temperatuurikindla sulamist ketrusdüüsi, et saada pidevaid kiude. Nende kiudude tugevus on võrreldav kõrgtugevate klaaskiududega. Lisaks sisaldab basaltkiud kui uut tüüpi anorgaaniline, keskkonnasõbralik ja kõrgjõudlusega kiudmaterjal mitmesuguseid oksiide, nagu ränidioksiid, alumiiniumoksiid, kaltsiumoksiid, magneesiumoksiid, raudoksiid ja titaandioksiid, andes sellele suurepärased füüsikalised ja keemilised omadused.