ബസാൾട്ട് ഫൈബർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വിശകലനം

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളും ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയും

അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ബസാൾട്ട് ഫൈബർ ആണ് അഗ്നിപർവ്വത ബസാൾട്ട് പാറ. അത് രാസവസ്തു പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡും അലുമിനിയം ഓക്സൈഡും ചേർന്നതാണ് ഘടന, ഇരുമ്പ്, കാൽസ്യം, മറ്റുള്ളവ എന്നിവയുടെ ഓക്സൈഡുകൾ ഇവയ്ക്ക് അനുബന്ധമായി നൽകുന്നു. പൊടിച്ച് വൃത്തിയാക്കിയ ശേഷം, അയിര് ഒരു ഉരുകൽ ചൂളയിലേക്ക് നൽകുന്നു, അവിടെ അത് ഏകദേശം 100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരു ഏകതാനമായ മാഗ്മയായി ഉരുകുന്നു. 1500°C താപനിലയിൽ ചൂടാക്കി, തുടർന്ന് പ്ലാറ്റിനം-റോഡിയം അലോയ് സ്പിന്നറെറ്റ് വഴി തുടർച്ചയായ നാരുകളിലേക്ക് വലിച്ചെടുക്കുന്നു.

ഇതിനോട് താരതമ്യപ്പെടുത്തി ഗ്ലാസ് ഫൈബർ,ബസാൾട്ട് ഫൈബർ ബാച്ചിംഗ് പ്രക്രിയ ഇല്ലാതാക്കുകയും കൂടുതൽ സവിശേഷമായ ഒരു അസംസ്കൃത വസ്തു ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു ജൈവ മുൻഗാമി ആവശ്യമുള്ള കാർബൺ ഫൈബറിന്റെ സങ്കീർണ്ണമായ കാർബണൈസേഷൻ പ്രക്രിയയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അതിന്റെ ഉൽപാദന പ്രക്രിയ കൂടുതൽ നേരിട്ടുള്ളതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ബസാൾട്ട് അയിരിന്റെ ഘടനയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഫൈബർ സ്ഥിരതയെ ബാധിക്കും, ഇത് കർശനമായ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ പരിശോധന ആവശ്യമാണ്.

ശാരീരികവും രാസപരവുമായ പ്രകടന സവിശേഷതകൾ

(1) മെക്കാനിക്കൽ ഗുണവിശേഷതകൾ: ടെൻസൈൽ ശക്തി ബസാൾട്ട് ഫൈബർ സാധാരണ ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനും കാർബൺ ഫൈബറിനും ഇടയിലാണ്, സാധാരണയായി 3000 മുതൽ 4800 MPa വരെ, ഏകദേശം 90-110 GPa ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്. ഇത് ഇ-ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, പക്ഷേ ഉയർന്ന മോഡുലസ് കാർബൺ ഫൈബറിനേക്കാൾ കുറവാണ്. ബ്രേക്കിൽ അതിന്റെ നീളം ഏകദേശം 3% ആണ്, ഇത് ഒരു നിശ്ചിത ലെവൽ കാഠിന്യത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

(2) താപനില പ്രതിരോധം: ദീർഘകാല പ്രവർത്തന താപനില പരിധി -260°C മുതൽ 700°C വരെയാണ്, തൽക്ഷണ താപനില പ്രതിരോധം 1000°C വരെ ആണ്. ഇത് മിക്ക ഓർഗാനിക് നാരുകളേക്കാളും സാധാരണ ഗ്ലാസ് നാരുകളേക്കാളും മികച്ചതാണ്, സെറാമിക് നാരുകളെ സമീപിക്കുന്നു, പക്ഷേ കുറഞ്ഞ ചെലവിൽ.

(3) നാശന പ്രതിരോധം: ആസിഡ്, ആൽക്കലി പരിതസ്ഥിതികളിൽ ഇതിന്റെ സ്ഥിരത ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് pH 2-11 പരിധിയിൽ ഏതാണ്ട് നാശമൊന്നും കാണിക്കുന്നില്ല, ഇത് ഈർപ്പമുള്ള സാഹചര്യങ്ങൾ, ഉപ്പ് സ്പ്രേ പോലുള്ള കഠിനമായ ചുറ്റുപാടുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

(4) മറ്റ് പ്രോപ്പർട്ടികൾ: ഇതിന് ഒരു ഉണ്ട് കുറഞ്ഞ താപ ചാലകത (ഏകദേശം $0.03\; ഡെറിവേറ്റീവുകൾ\text{ആഴ്ചയിൽ}\cdot \text{ക}$), നല്ല വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷൻ പ്രകടനം, കുറഞ്ഞ ഈർപ്പം ആഗിരണം നിരക്ക് $0.1\%$.

ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ താരതമ്യം

(1) നിർമ്മാണ ശക്തിപ്പെടുത്തൽ: പരമ്പരാഗത സ്റ്റീൽ റീബാറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ബസാൾട്ട് ഫൈബർ റീബാർ ഭാരം കുറഞ്ഞതും നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമാണ്, ഇത് കോൺക്രീറ്റ് കാർബണേഷന്റെ പ്രശ്നം ഒഴിവാക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും അതിന്റെ പ്രാരംഭ ചെലവ് കൂടുതലാണ്. കാർബൺ ഫൈബർ റീബാറുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇത് വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു മെച്ചപ്പെട്ട ചെലവ്-ഫലപ്രാപ്തി.

(2) ഓട്ടോമോട്ടീവ് ലൈറ്റ്വെയ്റ്റിംഗ്: ബ്രേക്ക് പാഡുകൾ, എക്‌സ്‌ഹോസ്റ്റ് ഹീറ്റ് ഷീൽഡുകൾ തുടങ്ങിയ ഘടകങ്ങളിൽ, ഇത് ആസ്ബറ്റോസിനേക്കാൾ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമാണ്, കൂടാതെ അമിതഭാരം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. $30\%$ ലോഹ വസ്തുക്കളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ.

(3) ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ: സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾക്ക് ബലപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നതിനാൽ, അതിന്റെ ഡൈഇലക്ട്രിക് പ്രകടനം ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, കൂടാതെ ഇത് സിഗ്നൽ ഷീൽഡിംഗ് പ്രശ്നങ്ങൾ ഒഴിവാക്കുന്നു.

(4) ഫിൽട്രേഷൻ മെറ്റീരിയലുകൾ: ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ഫ്ലൂ ഗ്യാസ് ഫിൽട്രേഷൻ മേഖലയിൽ കെമിക്കൽ ഫൈബർ ഫിൽട്ടറുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഇതിന്റെ ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം ഇതിന് ഒരു പ്രധാന നേട്ടം നൽകുന്നു.

സാങ്കേതിക പരിമിതികൾ

(1) ഉൽപ്പാദനച്ചെലവ്: ഉയർന്ന ഉരുകൽ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും ഗണ്യമായ സ്പിന്നറെറ്റ് തേയ്മാനവും കാരണം, ബസാൾട്ട് ഫൈബറിന്റെ നിലവിലെ വില ഇ-ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനേക്കാൾ ഏകദേശം 2-3 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽ‌പാദനം ഇത് ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനേക്കാൾ 1.5 മടങ്ങ് വരെ കുറച്ചേക്കാം.

(2) പ്രക്രിയ നിയന്ത്രണം: ഉരുകുന്നതിന്റെ ഏകത ഫൈബർ വ്യാസത്തെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നു, താപനില ഫീൽഡിന്റെയും ഡ്രോയിംഗ് വേഗതയുടെയും കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം ആവശ്യമാണ്.

(3) ആഴത്തിലുള്ള പ്രോസസ്സിംഗ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തൽ: റെസിൻ മെട്രിക്സുകളുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള കപ്ലിംഗ് ഏജന്റുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് ഗ്ലാസ് ഫൈബറിനേക്കാൾ കർശനമാണ്, ഇതിന് ലക്ഷ്യബോധമുള്ള ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ ആവശ്യമാണ്.

സാങ്കേതിക വികസന പ്രവണതകൾ

(1) അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ശുദ്ധീകരണ സാങ്കേതികവിദ്യ: അയിരിലെ ഇരുമ്പിന്റെ അംശം കുറയ്ക്കുന്നതിന് കാന്തിക വേർതിരിക്കൽ, ഫ്ലോട്ടേഷൻ തുടങ്ങിയ രീതികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതുവഴി ഉരുകൽ സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

(2) ഉരുകൽ പ്രക്രിയ മെച്ചപ്പെടുത്തൽ: ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഏകദേശം കുറയ്ക്കുന്നതിനായി ഇലക്ട്രോഡ്-ചൂടാക്കിയ പുതിയ ചൂളകൾ വികസിപ്പിക്കൽ. $20\%$ പരമ്പരാഗത ഗ്യാസ്-ഫയർ ചൂളകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ.

(3) ഉൽപ്പന്ന വൈവിധ്യവൽക്കരണം: അൾട്രാ-ഫൈൻ നാരുകൾ (ഒറ്റ ഫിലമെന്റ് വ്യാസം) പോലുള്ള പ്രത്യേക ഇനങ്ങൾ $3-5മീ\text{മീ}$) വൃത്താകൃതിയിലുള്ളതല്ലാത്ത ക്രോസ്-സെക്ഷനുകളുള്ള നാരുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

(4) പുനരുപയോഗം: മാലിന്യ നാരുകൾ പൊടിച്ച് ഉപയോഗിക്കാം കോൺക്രീറ്റിലെ മിശ്രിതങ്ങൾ, വിഭവങ്ങളുടെ ചംക്രമണം കൈവരിക്കുന്നു.

തീരുമാനം

മറ്റ് ഉയർന്ന പ്രകടനശേഷിയുള്ള നാരുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, ഇതിന്റെ പ്രധാന നേട്ടം ബസാൾട്ട് ഫൈബർ അതിന്റെ പ്രകൃതിദത്ത അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സംവിധാനത്തിലും സമതുലിതമായ സമഗ്ര പ്രകടനത്തിലുമാണ് ഇത് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്. അറിയപ്പെടുന്ന അതിന്റെ ശക്തി കാർബൺ ഫൈബറിനേക്കാൾ ഉയർന്നതല്ലെങ്കിലും, താപനില പരിധി സെറാമിക് ഫൈബറിനേക്കാൾ കുറവാണെങ്കിലും, അതിന്റെ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവും ചെലവ് കുറഞ്ഞതും വിവിധ വ്യാവസായിക മേഖലകളിൽ അതിനെ മാറ്റാനാകാത്തതാക്കുന്നു. ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയുടെ തുടർച്ചയായ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനോടെ, അതിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുടെ ശ്രേണി കൂടുതൽ വികസിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.