O encanto da fibra de basalto
O concepto de producir fibras a partir de basalto non é novo. A primeira patente para a fabricación de fibra de basalto emitiuse en 1923 e, durante as décadas de 1950 e 1960, unha extensa investigación centrouse nas súas aplicacións militares. Mesmo os principais fibra de vidro Os produtores exploraron o potencial do basalto naquel momento, aínda que cambiaron o seu enfoque en I+D na década de 1970 cara a fibras de vidro de maior rendemento como a S-2. Ao longo das décadas, o interese polos materiais compostos de fibra de basalto fluctuou, pero nos últimos anos aumentou de forma constante.
Dado que o basalto provén de lava rica en magnesio e ferro que se arrefría rapidamente ata converterse en rocha, non é de estrañar que as fibras de basalto presenten un illamento térmico, unha resistencia ao lume e unha estabilidade a altas temperaturas excepcionais. Estas propiedades convértenas nun material estándar para o illamento a altas temperaturas. Por exemplo, o produtor ruso de fibra de basalto Kamenny Vek subministra á industria automobilística estadounidense produtos para o illamento do sistema de escape e materiais resistentes á calor para aplicacións industriais.
Máis alá do rendemento térmico, fibra de basaltocombinación de forza, rixidez, resistencia ao impacto e Química A súa inercia convérteo nun reforzo atractivo para materiais compostos. Nas aplicacións de plástico reforzado con fibra (FRP), os seus procesos de moldeo parécense aos da fibra de vidro. Case calquera técnica de moldeo de fibra de vidro pódese adaptar para a fibra de basalto con pequenos axustes nos parámetros clave. A fibra de basalto tamén é compatible con todos os sistemas de resina estándar.
Aínda que a densidade do basalto (2,63 g/cm³) é lixeiramente superior á da fibra de vidro, as súas vantaxes de rendemento permiten obter materiais compostos máis lixeiros e flexibles en canto ao deseño.
As propiedades térmicas da fibra de basalto están a chamar a atención máis alá do illamento. Os seus materiais compostos úsanse cada vez máis en aplicacións que requiren rangos de temperatura máis amplos. A súa resistencia ao impacto tamén supera ás fibras de vidro e carbono. Estudos preliminares realizados polo Centro de Construción Lixeira Integrativa de Alemaña e o Instituto de Tecnoloxía Téxtil da Universidade RWTH Aachen demostraron que a poliamida 6 reforzada con tecido de fío híbrido de basalto (HYWF) absorbe un 35 % máis de enerxía específica que a fibra de vidro HYWF e un 17 % máis que a fibra de carbono HYWF.
Os óxidos de ferro e aluminio do basalto contribúen a vantaxes adicionais. Por exemplo, a fibra de basalto presenta unha mellor resistencia á corrosión e retardante do lume que o vidro E. Un estudo realizado polo Mafic de Irlanda e o Centro de Proxectos Fraunhofer do Canadá confirmou que os paneis de proba de fibra de basalto/epoxi acadaron un módulo de tracción, unha resistencia á tracción e unha resistencia ao corte interlaminar un 40 % maiores, xunto cunha rixidez específica un 20 % maior, en comparación cos paneis de vidro E/epoxi fabricados coa mesma resina e proceso. Kamenny Vek informou de resultados similares.
fibra de basaltoA baixa absorción de auga de é fundamental para aplicacións de construción e tubaxes. Non é condutor e, como material natural, é máis doado de reciclar que as fibras sintéticas, unha consideración clave para a industria automotriz e outras industrias. Gencarelle describe a fibra de basalto como "máis enxuta, máis ecolóxica e máis resistente" que as alternativas, posicionando os seus materiais compostos como unha ponte de custo-rendemento entre o vidro electrónico e a fibra de carbono. Como sinala Thompson, "Estamos a encher o oco entre as fibras de carbono e as de vidro, un mercado que leva moito tempo ansioso por unha solución deste tipo".
Dise que a transición do carbono á fibra de basalto é máis doada que cambiar do vidro electrónico, aínda que ambas as dúas son factibles. Para os usuarios de fibra de carbono, o aforro de custos impulsa o cambio, mentres que a equilibrada relación rendemento-prezo do basalto é axeitada para aplicacións onde o rendemento ultraalto do carbono é innecesario. Os seus modos de fallo tamén difiren: a fibra de carbono tende a fallar catastróficamente (por exemplo, rotura), mentres que a fibra de basalto presenta un fallo gradual e máis seguro. Streetman ilustra: «Unha perna protésica de composto de carbono falla repentinamente, provocando unha caída; unha perna de composto de basalto permite que o usuario se sente».
Aínda que as melloras na produción están a reducir os custos, a fibra de basalto segue a ser o dobre de cara que o vidro electrónico en aplicacións de gran volume. Para xustificar a prima, as súas propiedades superiores (maior rixidez, resistencia, resistencia ao impacto, resistencia química/á auga e modos de fallo máis seguros) deben ofrecer un valor crítico. A medida que a tecnoloxía avanza, esta rocha volcánica está a labrar un nicho único no mundo dos materiais avanzados.
