Bazalto pluošto technologijos analizė
Žaliavos ir gamybos procesas
Žaliava, skirta bazalto pluoštas yra vulkaninė bazalto uoliena. Jos Cheminė medžiaga Sudėtis daugiausia yra silicio dioksidas ir aliuminio oksidas, papildyti geležies, kalcio ir kitų oksidų. Po susmulkinimo ir valymo rūda tiekiama į lydymo krosnį, kur aukštoje, maždaug 1500 °C temperatūroje, o tada ištraukiamas į ištisinius pluoštus per platinos ir rodžio lydinio verpimo įrankį.
Palyginti su Stiklo pluoštas,bazalto pluoštas panaikina maišymo procesą ir naudoja vientisesnę žaliavą. Palyginti su sudėtingu anglies pluošto karbonizavimo procesu, kuriam reikalingas organinis pirmtakas, jo gamybos procesas yra tiesesnis. Tačiau bazalto rūdos sudėties svyravimai gali turėti įtakos pluošto stabilumui, todėl reikia griežtai tikrinti žaliavas.
Fizikinės ir cheminės charakteristikos
(1) Mechaninės savybės: Tempimo stipris bazalto pluoštas yra tarp įprasto stiklo pluošto ir anglies pluošto, paprastai svyruoja nuo 3000 iki 4800 MPa, o tamprumo modulis yra maždaug 90–110 GPa. Tai pranašesnis už E-stiklo pluoštą, bet mažesnis už didelio modulio anglies pluoštą. Jo pailgėjimas plyštant yra apie 3 %, o tai rodo tam tikrą tvirtumo lygį.
(2) Atsparumas temperatūrai: Ilgalaikė darbinė temperatūra svyruoja nuo -260 °C iki 700 °C, o momentinis atsparumas temperatūrai siekia iki 1000 °C. Tai pranašesnė už daugumą organinių pluoštų ir įprastų stiklo pluoštų, artėja prie keraminių pluoštų, tačiau kaina mažesnė.
(3) Atsparumas korozijai: Jo stabilumas rūgštinėje ir šarminėje aplinkoje yra geresnis nei stiklo pluošto, ypač beveik nerodantis korozijos pH 2–11 diapazone, todėl jis tinka atšiaurioms aplinkoms, tokioms kaip drėgnos sąlygos ir druskos purslai.
(4) Kitos savybės: Jame yra mažas šilumos laidumas (apytiksl. ), geras elektros izoliacijos savybes ir drėgmės sugerties greitį, mažesnį nei .
Taikymo sričių palyginimas
(1) Konstrukcinė armatūra: Palyginti su tradicine plienine armatūra, bazalto pluošto armatūra yra lengvas ir atsparus korozijai, todėl išvengiama betono karbonizacijos problemos, nors pradinė kaina yra didesnė. Palyginti su anglies pluošto armatūra, ji siūlo geresnis ekonomiškumas.
(2) Automobilių lengvinimas: Tokiuose komponentuose kaip stabdžių kaladėlės ir išmetimo sistemos šilumos skydai jis yra ekologiškesnis nei asbestas ir leidžia sumažinti svorį daugiau nei palyginti su metalinėmis medžiagomis.
(3) Elektroninė įranga: Naudojama kaip armavimo medžiaga plokštėms, jos dielektrinės savybės yra pranašesnės už stiklo pluoštą ir nesukelia signalo ekranavimo problemų.
(4) Filtravimo medžiagos: Dėl atsparumo aukštai temperatūrai jis turi didelį pranašumą prieš cheminio pluošto filtrus aukštos temperatūros dūmų dujų filtravimo srityje.
Techniniai apribojimai
(1) Gamybos sąnaudos: Dabartinė bazalto pluošto kaina yra maždaug 2–3 kartus didesnė nei E-stiklo pluošto, daugiausia dėl didelio lydymo energijos suvartojimo ir didelio verpimo galvutės susidėvėjimo. Didelio masto gamyba gali sumažinti šią kainą iki maždaug 1,5 karto, palyginti su stiklo pluoštu.
(2) Proceso kontrolė: Lydalo vienodumas daro didelę įtaką pluošto skersmeniui, todėl reikia tiksliai kontroliuoti temperatūros lauką ir tempimo greitį.
(3) Giluminio apdorojimo prisitaikomumas: Jungiamųjų medžiagų, skirtų jungtims su dervos matricomis, parinkimas yra griežtesnis nei stiklo pluošto jungčių parinkimas, todėl reikia tikslingo optimizavimo.
Technologinės plėtros tendencijos
(1) Žaliavų valymo technologija: Naudojant tokius metodus kaip magnetinis atskyrimas ir flotacija, siekiant sumažinti geležies kiekį rūdoje ir taip pagerinti lydalo stabilumą.
(2) Lydymosi proceso tobulinimas: Kuriant naujas elektrodais kaitinamas krosnis, siekiant sumažinti energijos suvartojimą maždaug palyginti su tradicinėmis dujomis kūrenamomis krosnimis.
(3) Produktų įvairinimas: Specialios veislės, tokios kaip itin smulkūs pluoštai (vieno siūlelio skersmuo ) ir buvo sukurti neapskrito skerspjūvio pluoštai.
(4) Perdirbimas: Atliekų pluoštus galima susmulkinti ir panaudoti kaip betono priedai, užtikrinantys išteklių apyvartą.
Išvada
Palyginti su kitais didelio našumo pluoštais, pagrindinis privalumas bazalto pluoštas slypi visiškai natūralioje žaliavų sistemoje ir subalansuotose visapusiškose eksploatacinėse savybėse. Nors žinomas jo stiprumas nėra toks didelis kaip anglies pluošto, o jo temperatūros riba yra žemesnė nei keraminio pluošto, dėl ekologiškumo ir ekonomiškumo jis yra nepakeičiamas įvairiuose pramonės sektoriuose. Nuolat optimizuojant gamybos procesą, tikimasi, kad jo taikymo sritis dar labiau išsiplės.
