Ziņas

Tā kā 5G bāzes stacijas kļūst blīvākas, mobilo tālruņu antenu skaits pieaug, un optisko šķiedru kabeļu tīkli kļūst plašāki, sakaru iekārtu materiālu prasības mainās no tikai "atbilstošām" uz "ekstrēmām": zemi dielektriskie zudumi, augsta elektromagnētiskā ekranēšana, viegla konstrukcija un izturība pret novecošanos.
Pateicoties tādām īpašībām kā zema dielektriskā konstante, dabiskā izolācija un spēcīgā izturība pret laikapstākļiem, bazalta šķiedra atrod savu vietu galvenajos komponentos, piemēram, bāzes staciju antenās, optisko kabeļu stiprinājuma elementos un antenu uztvērējos. Tā nevis aizstāj esošos materiālus, bet gan piedāvā izcilu veiktspējas un izmaksu efektivitātes līdzsvaru augstfrekvences un ātrgaitas lietojumprogrammās.

Nesen, pēc gadiem ilgas tehnisku šķēršļu pārvarēšanas, Uhaņas Tekstiluniversitātei izdevās no cietā bazalta ievilkt šķiedras, kas ir smalkākas par cilvēka matu, un ieauda tās "bazalta pūķa zvīņas kostīmos", kas spēj izturēt 1300 °C temperatūru. Šis sasniegums, kas ir piesaistījis vadošo tekstilrūpniecības uzņēmumu uzmanību, ne tikai novērš tradicionālo ugunsdzēsības kostīmu aizsardzības trūkumus, bet arī nodrošina izcilu veiktspēju par zemākām izmaksām. Nesen universitātē viesojās Uhaņas Ugunsdzēsības un glābšanas dienesta pārstāvji, lai pasūtītu šo kostīmu partiju. Šis jauninājums ir piesaistījis ne tikai vietējo Hubei uzņēmumu, bet arī daudzu vadošo tekstilrūpniecības uzņēmumu visā valstī interesi.

BFRP ir piemērots vidējas līdz mazas slodzes konstrukcijām mazos bezpilota lidaparātos (UAV) un piedāvā pielietojuma vērtību svara samazināšanas, izturības pret koroziju un slāpēšanas/vibrācijas samazināšanas ziņā; tomēr no tā vajadzētu izvairīties vietās, kur nepieciešama augsta stingrība. Ja stingrība nav kritisks faktors, bet izmaksas ir, BFRP piedāvā ievērojami labāku izmaksu efektivitāti nekā CFRP.

No bazalta šķiedras valsts karogiem, kas atritināti Mēness tālākajā pusē, līdz dziļjūras akvakultūras platformu galvenajām konstrukcijām un automaģistrāļu plaisu izturīgajām pamatnēm, bazalta materiāli ir izcēlušies gan ekstremālos apstākļos, gan ikdienas inženiertehniskajos projektos, pateicoties to izcilajai izturībai pret augstu temperatūru, korozijas izturībai un novecošanās novēršanai.

Šis dabiskais vulkāniskais iezis, kas veidojies, atdziestot un sacietējot magmai dziļi Zemes dzīlēs, pēcapstrādes procesā uzrāda "cietas" īpašības, kas ievērojami pārspēj tradicionālos materiālus. Līdz ar to tas ir kļuvis par iecienītu alternatīvu materiālu augstas klases ražošanā, infrastruktūras inženierijā un kosmosa nozarēs. Šodien mēs sadalīsim bazalta materiālu veiktspējas intensitāti trīs galvenajās dimensijās, lai precīzi izprastu, kas padara to tik izturīgu.

Jūras tilti, dziļūdens termināļi, vēja elektrostacijas jūrā... Lai gan šie okeānā uzceltie "kolosālie giganti" ir brīnišķīgi, tie ikdienā iztur viļņu erozijas, sāļu un sārmu korozijas, kā arī mainīgu mitro-žāvējošo ciklu "nežēlīgās mokas". Šādā vidē nodrošināt, lai sacietējušas betona konstrukcijas paliktu neskartas — bez sadrupšanām, plaisāšanas vai priekšlaicīgas sabrukšanas —, jau sen ir bijis sarežģīts izaicinājums pasaules inženieru kopienai.

Ilgu laiku tērauda šķiedras bieži ir iekļautas betonā, lai uzlabotu izturību un novērstu plaisāšanu. Tomēr tērauda šķiedras bieži vien izrādās nepiemērotas skarbajiem sālsūdens un jūras ūdens apstākļiem; tiklīdz hlorīda joni iesūcas betona plaisās, tērauda šķiedras sarūsē un izplešas apjomā, paradoksālā kārtā izraisot betona plaisāšanu no iekšpuses uz āru un paātrinot konstrukcijas sabrukšanu.
Nesen veikts jauns materiālu pētījums, kas koncentrējas uz augstu izturību jūras inženierijā, ir piedāvājis ļoti daudzsološu risinājumu: bazalta šķiedras, kas iegūtas, no dabīgiem vulkāniskajiem iežiem izvelkot pavedienus, var izmantot, lai jūras betonu pārklātu ar "bruņu" slāni, kas praktiski ir imūns pret rūsu. Tas tiek panākts, izmantojot daudzpakāpju gradācijas modeli, kurā apvienotas "lielas šķiedras strukturālai savienošanai" un "mazas šķiedras poru blīvēšanai".

Droniem traucoties debesīs, lai uzraudzītu meža ugunsgrēkus, un viedajiem robotiem precīzi veicot atkārtotus uzdevumus rūpnīcas telpās, šī viedā aprīkojuma efektīvas darbības pamatā bieži vien ir "stingrs atbalsts", kas tiek viegli aizmirsts: jauns materiāls, kas iegūts no vulkāniskajiem iežiem — bazalta šķiedra. Lai gan tas izskatās nepievilcīgs, tā unikālās īpašības ir padarījušas to par atslēgu dronu un robotu veiktspējas robežu atklāšanai, nemanāmi virzot materiālu revolūciju viedā aprīkojuma jomā.

Šis jaunais neorganiskais materiāls, kas iegūts, kausējot dabisko bazalta iežu temperatūrā no 1450 °C līdz 1500 °C un veidojot šķiedras, lepojas ar daudzām priekšrocībām, tostarp vieglumu, izturību pret laikapstākļiem, izturību pret koroziju un videi draudzīgumu, kas pašlaik veicina materiālu revolūciju dronu un robotikas nozarēs. Šodien atklāsim tā slēptās iespējas!

Bazalta šķiedra ir neorganisks šķiedrains materiāls, kas tiek iegūts, no dabīgā bazalta rūdas izvelkot pavedienus pēc tam, kad tā ir izkausēta augstā temperatūrā. Tā ir piesaistījusi plašu uzmanību savu izcilo fizikāli ķīmisko īpašību dēļ, īpaši pateicoties tās veiktspējai augstas temperatūras vidē. Jāatzīmē, ka augstas temperatūras izturīga bazalta šķiedra — šī materiāla galvenā apakškategorija — demonstrē unikālu vērtību daudzos pielietojumos, kuros nepieciešama izturība pret ekstremālām temperatūrām.

Nesen, veiksmīgi realizējot nozīmīgus pielietojumus, piemēram, Chang'e-6 Mēness izpētes misiju un pasaulē pirmo dziļjūras bazalta šķiedras akvakultūras platformu, bazalta šķiedra strauji paātrina savu pārveidi no laboratorijas pētījumu rezultāta par stratēģiski jaunu materiālu ar taustāmu rūpniecisko produktivitāti. Apvienojot tādas priekšrocības kā videi draudzīgums, zems oglekļa saturs, viegls svars, augsta izturība, izturība pret laikapstākļiem un koroziju, bazalta šķiedra tagad, pateicoties visaptverošai kvalitātes uzraudzības un standartu sistēmai, ir panākusi izrāvienu kosmosa līmeņa pielietojumos un plašu komercializāciju civilajā sektorā, tādējādi nepārtraukti uzlabojot nozares kopējo konkurētspēju.

Dronu kopienā oglekļa šķiedra jau sen tiek uzskatīta par "melnā zelta" standartu. Tomēr, ja esat noguris no pārmērīgajām izmaksām, spēcīgiem GPS signāla traucējumiem vai rāmja svirām, kas trieciena brīdī sašķīst putekļos, tad "vulkāniskā ieža spēks" — bazalta šķiedra — klusi maina spēles noteikumus.
Jo īpaši 200 g/m² biezs tvīla bazalta šķiedras audums nav tikai tiešs oglekļa šķiedras aizstājējs; tas ir izšķirošs solis mazo un vidēja izmēra dronu rāmju attīstībā.

Bazalta šķiedra ir nepārtraukts pavediens, kas iegūts no dabīgas bazalta rūdas; rūda tiek kausēta augstā temperatūrā un pēc tam ātri izvilkta caur platīna-rodija sakausējuma ieliktni. Tās krāsa parasti ir zeltaini brūna. Pati bazalta rūda ir izplatīts iezis, kas veidojas pēc vulkānu izvirdumiem, un tai ir gan bagātīgas rezerves, gan tā ir plaši izplatīta visā Zemes garozā. Šī izplatītā akmens pārveidošana par augstas veiktspējas šķiedru ir mūsdienu materiālzinātnes atjautības piemērs.
Pēc ķīmiskā sastāva bazalta šķiedra galvenokārt sastāv no oksīdiem, piemēram, silīcija dioksīda, alumīnija oksīda, kalcija oksīda un magnija oksīda, un tiek klasificēta kā silikāta šķiedra. Tās ražošanas procesu raksturo videi draudzīgums. Bazalta rūda tiek karsēta līdz izkausētam stāvoklim augstas temperatūras krāsnīs; visā šajā procesā netiek pievienoti ķīmiskie reaģenti, kā arī nerodas kaitīgas izplūdes gāzes, savukārt iegūtos izdedžus var pārstrādāt un atkārtoti izmantot. Salīdzinot ar noteiktām sintētiskajām šķiedrām, kuru sagatavošanai nepieciešami sarežģīti ķīmiskie procesi, bazalta šķiedras ražošanas process ir salīdzinoši vienkāršs un patērē mazāk enerģijas.
Bazalta šķiedras veiktspējas raksturlielumi atrodas starp augstas stiprības stikla šķiedras un oglekļa šķiedras raksturlielumiem; tā apvieno daudzas pārākas īpašības, tādējādi atrodot praktisku pielietojumu plašā jomu klāstā.