बेसाल्ट फाइबर प्रौद्योगिकी का विश्लेषण

कच्चा माल और उत्पादन प्रक्रिया

के लिए कच्चा माल बेसाल्ट फाइबर है ज्वालामुखी बेसाल्ट चट्टान। इसकी रासायनिक इसकी संरचना मुख्यतः सिलिकॉन डाइऑक्साइड और एल्युमिनियम ऑक्साइड से बनी है, जिसके पूरक के रूप में आयरन, कैल्शियम और अन्य ऑक्साइड भी हैं। कुचलने और साफ करने के बाद, अयस्क को एक पिघलने वाली भट्टी में डाला जाता है, जहाँ इसे लगभग 15°C के उच्च तापमान पर पिघलाकर एक सजातीय मैग्मा बनाया जाता है। 1500°C पर गर्म किया जाता है, और फिर प्लैटिनम-रोडियम मिश्र धातु स्पिनरेट के माध्यम से निरंतर फाइबर में खींचा जाता है।

की तुलना में ग्लास फाइबर,बेसाल्ट फाइबर यह बैचिंग प्रक्रिया को समाप्त करता है और अधिक विशिष्ट कच्चे माल का उपयोग करता है। कार्बन फाइबर की जटिल कार्बनीकरण प्रक्रिया की तुलना में, जिसके लिए एक कार्बनिक अग्रदूत की आवश्यकता होती है, इसकी उत्पादन प्रक्रिया अधिक प्रत्यक्ष है। हालाँकि, बेसाल्ट अयस्क की संरचना में उतार-चढ़ाव फाइबर की स्थिरता को प्रभावित कर सकता है, जिसके लिए कच्चे माल की सख्त जाँच आवश्यक है।

भौतिक और रासायनिक प्रदर्शन विशेषताएँ

(1) यांत्रिक विशेषताएं: की तन्य शक्ति बेसाल्ट फाइबर साधारण ग्लास फाइबर और कार्बन फाइबर के बीच का, आमतौर पर 3000 से 4800 MPa तक, प्रत्यास्थता मापांक लगभग 90-110 GPa होता है। यह E-ग्लास फाइबर से बेहतर है, लेकिन उच्च-मापांक वाले कार्बन फाइबर से कम है। टूटने पर इसका बढ़ाव लगभग 3% होता है, जो एक निश्चित स्तर की कठोरता को दर्शाता है।

(2) तापमान प्रतिरोध: दीर्घकालिक परिचालन तापमान सीमा -260°C से 700°C तक है, और तात्कालिक तापमान प्रतिरोध 1000°C तक है। यह अधिकांश कार्बनिक रेशों और साधारण काँच के रेशों से बेहतर है, और सिरेमिक रेशों के करीब है, लेकिन इसकी कीमत कम है।

(3) संक्षारण प्रतिरोध: एसिड और क्षारीय वातावरण में इसकी स्थिरता ग्लास फाइबर से बेहतर है, विशेष रूप से पीएच 2-11 रेंज में लगभग कोई जंग नहीं दिखाती है, जिससे यह नम स्थितियों और नमक स्प्रे जैसे कठोर वातावरण के लिए उपयुक्त है।

(4) अन्य गुण: यह है एक कम तापीय चालकता (लगभग) $0.03\text{डब्ल्यू/एम}\cdot \text{कश्मीर}$), अच्छा विद्युत इन्सुलेशन प्रदर्शन, और नमी अवशोषण दर कम से कम $0.1\%$.

अनुप्रयोग क्षेत्रों की तुलना

(1) निर्माण सुदृढ़ीकरण: पारंपरिक स्टील सरिया की तुलना में, बेसाल्ट फाइबर रीबार यह हल्का और जंग-रोधी है, जिससे कंक्रीट में कार्बनीकरण की समस्या नहीं होती, हालाँकि इसकी शुरुआती लागत ज़्यादा होती है। कार्बन फाइबर रीबार की तुलना में, यह बेहतर लागत प्रभावशीलता.

(2) ऑटोमोटिव लाइटवेटिंग: ब्रेक पैड और एग्जॉस्ट हीट शील्ड जैसे घटकों में, यह एस्बेस्टस की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल है और इससे वजन में 100% से अधिक की कमी आती है। $30\%$ धातु सामग्री की तुलना में.

(3) इलेक्ट्रॉनिक उपकरण: सर्किट बोर्डों के लिए एक सुदृढ़ीकरण सामग्री के रूप में उपयोग किए जाने के कारण, इसका परावैद्युत प्रदर्शन ग्लास फाइबर से बेहतर है, और यह सिग्नल परिरक्षण संबंधी समस्याओं से बचाता है।

(4) निस्पंदन सामग्री: इसका उच्च तापमान प्रतिरोध इसे उच्च तापमान फ्लू गैस निस्पंदन के क्षेत्र में रासायनिक फाइबर फिल्टरों पर महत्वपूर्ण लाभ देता है।

तकनीकी सीमाएँ

(1) उत्पादन लागत: बेसाल्ट फाइबर की वर्तमान कीमत ई-ग्लास फाइबर की तुलना में लगभग 2-3 गुना है, जिसका मुख्य कारण उच्च पिघलने वाली ऊर्जा खपत और स्पिनरेट का महत्वपूर्ण क्षरण है। बड़े पैमाने पर उत्पादन से यह कीमत ग्लास फाइबर की तुलना में लगभग 1.5 गुना कम हो सकती है।

(2) प्रक्रिया नियंत्रण: पिघले पदार्थ की एकरूपता फाइबर व्यास को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करती है, जिसके लिए तापमान क्षेत्र और ड्राइंग गति पर सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

(3) गहन प्रसंस्करण अनुकूलनशीलता: रेज़िन मैट्रिसेस के साथ संबंध बनाने के लिए युग्मन एजेंटों का चयन ग्लास फाइबर की तुलना में अधिक कठोर है, जिसके लिए लक्षित अनुकूलन की आवश्यकता होती है।

तकनीकी विकास के रुझान

(1) कच्चे माल शुद्धिकरण प्रौद्योगिकी: अयस्क में लौह तत्व को कम करने के लिए चुंबकीय पृथक्करण और प्लवन जैसी विधियों का उपयोग करना, जिससे पिघलन स्थिरता में सुधार हो।

(2) पिघलने की प्रक्रिया में सुधार: ऊर्जा खपत को लगभग कम करने के लिए नए इलेक्ट्रोड-हीटेड भट्टों का विकास करना $20\%$ पारंपरिक गैस-चालित भट्टों की तुलना में।

(3) उत्पाद विविधीकरण: विशेष किस्में जैसे अति सूक्ष्म रेशे (एकल तंतु व्यास) $3-5एम\text{एम}$) और गैर-वृत्ताकार क्रॉस-सेक्शन वाले फाइबर विकसित किए गए हैं।

(4) पुनर्चक्रण: अपशिष्ट रेशों को कुचलकर उपयोग किया जा सकता है कंक्रीट में मिश्रण, संसाधन परिसंचरण को प्राप्त करना।

निष्कर्ष

अन्य उच्च-प्रदर्शन फाइबर की तुलना में, इसका मुख्य लाभ बेसाल्ट फाइबर इसकी पूरी तरह से प्राकृतिक कच्चे माल प्रणाली और संतुलित व्यापक प्रदर्शन में निहित है। हालाँकि इसकी ज्ञात शक्ति कार्बन फाइबर जितनी अधिक नहीं है, और इसकी तापमान सीमा सिरेमिक फाइबर से कम है, फिर भी इसकी पर्यावरण मित्रता और लागत-प्रभावशीलता इसे विभिन्न औद्योगिक क्षेत्रों में अपूरणीय बनाती है। उत्पादन प्रक्रिया के निरंतर अनुकूलन के साथ, इसके अनुप्रयोगों की सीमा का और विस्तार होने की उम्मीद है।