Bazaltszálas technológia elemzése
Nyersanyagok és gyártási folyamat
A nyersanyag a bazalt rost van vulkáni bazaltkőzet. Annak Kémiai Az összetétel elsősorban szilícium-dioxidból és alumínium-oxidból áll, amelyet vas-, kalcium- és egyéb oxidok egészítenek ki. Aprítás és tisztítás után az ércet egy olvasztókemencébe vezetik, ahol körülbelül magas hőmérsékleten homogén magmává olvasztják. 1500 °C-on, majd platina-ródium ötvözetű fonófejen keresztül folytonos szálakká húzzák.
Összehasonlítva Üvegszál,bazalt rost kiküszöböli a kötegelési folyamatot, és egyetlen nyersanyagot használ. A szénszál összetett karbonizációs folyamatához képest, amely szerves prekurzort igényel, a gyártási folyamata közvetlenebb. A bazaltérc összetételének ingadozása azonban befolyásolhatja a szál stabilitását, ami szigorú nyersanyag-szűrést tesz szükségessé.
Fizikai és kémiai teljesítményjellemzők
(1) Mechanikai tulajdonságok: A szakítószilárdság bazalt rost a hagyományos üvegszál és a szénszál közötti tartományban van, jellemzően 3000 és 4800 MPa között, rugalmassági modulusa körülbelül 90-110 GPa. Ez jobb, mint az E-üvegszál, de alacsonyabb, mint a nagy modulusú szénszálé. Szakadási nyúlása körülbelül 3%, ami bizonyos szintű szívósságot jelez.
(2) Hőmérséklet-állóság: A hosszú távú üzemi hőmérséklet-tartomány -260°C és 700°C között van, a pillanatnyi hőmérséklet-tűrés pedig akár 1000°C is lehet. Ez a legtöbb szerves szálnál és a hagyományos üvegszálnál jobb, megközelíti a kerámia szálakat, de alacsonyabb áron.
(3) Korrózióállóság: Stabilitása savas és lúgos környezetben jobb, mint az üvegszálé, különösen a 2-11 pH-tartományban szinte semmilyen korróziót nem mutat, így alkalmassá teszi olyan zord környezetekre, mint a nedves körülmények és a sópermet.
(4) Egyéb tulajdonságok: Van egy alacsony hővezető képesség (kb. ), jó elektromos szigetelési teljesítmény és nedvességfelvételi sebesség kisebb, mint .
Alkalmazási területek összehasonlítása
(1) Szerkezeti megerősítés: A hagyományos acélbetétekhez képest, bazalt szálas betonacél könnyű és korrózióálló, ami elkerüli a beton karbonizációs problémáját, bár a kezdeti költsége magasabb. A szénszálas betonacélhoz képest a következőket kínálja: jobb költséghatékonyság.
(2) Autóipari könnyűszerkezetes építés: Az olyan alkatrészekben, mint a fékbetétek és a kipufogó hővédői, környezetbarátabb, mint az azbeszt, és több mint ...-os súlycsökkentést eredményez. fémes anyagokhoz képest.
(3) Elektronikus berendezések: Áramköri lapok erősítőanyagaként használják, dielektromos teljesítménye jobb, mint az üvegszálé, és elkerüli a jelárnyékolási problémákat.
(4) Szűrőanyagok: Magas hőmérsékleti ellenállása jelentős előnyt biztosít neki a kémiai szálas szűrőkkel szemben a magas hőmérsékletű füstgázszűrés területén.
Technikai korlátok
(1) Termelési költség: A bazaltszál jelenlegi ára körülbelül 2-3-szorosa az E-üvegszál árainak, főként a magas olvasztási energiafogyasztás és a jelentős fonófej-kopás miatt. A nagyüzemi termelés ezt az üvegszál árának körülbelül 1,5-szeresére csökkentheti.
(2) Folyamatszabályozás: Az olvadék egyenletessége jelentősen befolyásolja a szál átmérőjét, ami a hőmérsékleti mező és a rajzolási sebesség pontos szabályozását igényli.
(3) Mélyfeldolgozási alkalmazkodóképesség: A gyantás mátrixokkal való kötéshez szükséges kapcsolószerek kiválasztása szigorúbb, mint az üvegszálak esetében, ami célzott optimalizálást igényel.
Technológiai fejlesztési trendek
(1) Nyersanyag-tisztítási technológia: Mágneses elválasztás és flotáció alkalmazása az érc vastartalmának csökkentésére, ezáltal az olvadék stabilitásának javítására.
(2) Olvasztási folyamat fejlesztése: Új elektródfűtésű kemencék fejlesztése az energiafogyasztás körülbelül ...-kal történő csökkentése érdekében a hagyományos gáztüzelésű kemencékhez képest.
(3) Termékdiverzifikáció: Speciális fajták, mint például az ultrafinom szálak (egyetlen szál átmérője ) és nem kör keresztmetszetű szálakat is kifejlesztettek.
(4) Újrahasznosítás: A hulladékrostok összetörhetők és felhasználhatók adalékok betonban, erőforrás-körforgás elérése.
Következtetés
Más nagy teljesítményű szálakkal összehasonlítva a fő előnye a bazalt rost teljesen természetes alapanyag-rendszerében és kiegyensúlyozott, átfogó teljesítményében rejlik. Bár ismert szilárdsága nem olyan magas, mint a szénszálé, és hőmérsékleti határa alacsonyabb, mint a kerámiaszálé, környezetbarát jellege és költséghatékonysága miatt nélkülözhetetlen a különböző ipari szektorokban. A gyártási folyamat folyamatos optimalizálásával alkalmazási köre várhatóan tovább bővül.
