बेसाल्ट फायबरचे आकर्षण

बेसाल्टपासून तंतू तयार करण्याची संकल्पना नवीन नाही. बेसाल्ट फायबर उत्पादनासाठी पहिले पेटंट १९२३ मध्ये जारी करण्यात आले आणि १९५० आणि १९६० च्या दशकात, त्याच्या लष्करी अनुप्रयोगांवर व्यापक संशोधन केंद्रित झाले. अगदी आघाडीचे ग्लास फायबर उत्पादकांनी त्यावेळी बेसाल्टच्या क्षमतेचा शोध घेतला, जरी त्यांनी १९७० च्या दशकात त्यांचे संशोधन आणि विकास लक्ष S-2 सारख्या उच्च-कार्यक्षमतेच्या काचेच्या तंतूंवर केंद्रित केले. गेल्या काही दशकांमध्ये, बेसाल्ट फायबर कंपोझिटमधील रस चढ-उतार झाला आहे, परंतु अलिकडच्या वर्षांत, तो सातत्याने वाढत आहे.

बेसाल्ट मॅग्नेशियम आणि लोहयुक्त लावापासून तयार होतो जो वेगाने थंड होऊन खडकात रूपांतरित होतो, त्यामुळे बेसाल्ट तंतू अपवादात्मक थर्मल इन्सुलेशन, अग्निरोधकता आणि उच्च-तापमान स्थिरता दर्शवतात यात आश्चर्य नाही. हे गुणधर्म त्यांना उच्च-तापमान इन्सुलेशनसाठी एक मानक सामग्री बनवतात. उदाहरणार्थ, रशियन बेसाल्ट फायबर उत्पादक कामेनी वेक अमेरिकन ऑटोमोटिव्ह उद्योगाला एक्झॉस्ट सिस्टम इन्सुलेशनसाठी उत्पादने पुरवतात आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी उष्णता-प्रतिरोधक सामग्री प्रदान करतात.

थर्मल कामगिरीच्या पलीकडे, बेसाल्ट फायबरताकद, कडकपणा, आघात प्रतिकार आणि यांचे संयोजन रासायनिक जडत्वामुळे ते कंपोझिटसाठी एक आकर्षक मजबुतीकरण बनते. फायबर-रिइन्फोर्स्ड प्लास्टिक (FRP) अनुप्रयोगांमध्ये, त्याच्या मोल्डिंग प्रक्रिया काचेच्या फायबरसारख्याच असतात. जवळजवळ कोणत्याही काचेच्या फायबर मोल्डिंग तंत्राला मुख्य पॅरामीटर्समध्ये किरकोळ समायोजन करून बेसाल्ट फायबरसाठी अनुकूलित केले जाऊ शकते. बेसाल्ट फायबर सर्व मानक रेझिन सिस्टमशी देखील सुसंगत आहे.

जरी बेसाल्टची घनता (२.६३ ग्रॅम/सेमी³) काचेच्या तंतूपेक्षा थोडी जास्त असली तरी, त्याचे कार्यप्रदर्शन फायदे हलके आणि अधिक डिझाइन-लवचिक संमिश्र सक्षम करतात.

बेसाल्ट फायबरचे थर्मल गुणधर्म इन्सुलेशनच्या पलीकडे लक्ष वेधत आहेत. त्याचे कंपोझिट विस्तृत तापमान श्रेणी आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांमध्ये वाढत्या प्रमाणात वापरले जात आहेत. त्याचा प्रभाव प्रतिरोधकता देखील काच आणि कार्बन फायबरपेक्षा जास्त आहे. जर्मनीच्या इंटिग्रेटिव्ह लाइटवेट कन्स्ट्रक्शन सेंटर आणि RWTH आचेन युनिव्हर्सिटीच्या टेक्सटाइल टेक्नॉलॉजी इन्स्टिट्यूटने केलेल्या प्राथमिक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की बेसाल्ट हायब्रिड यार्न फॅब्रिक (HYWF)-रिइन्फोर्स्ड पॉलिमाइड 6 ग्लास फायबर HYWF पेक्षा 35% अधिक विशिष्ट ऊर्जा शोषून घेते आणि कार्बन फायबर HYWF पेक्षा 17% अधिक विशिष्ट ऊर्जा शोषून घेते.

बेसाल्टमधील लोह आणि अॅल्युमिनियम ऑक्साईड अतिरिक्त फायद्यांमध्ये योगदान देतात. उदाहरणार्थ, बेसाल्ट फायबर ई-ग्लासपेक्षा चांगले गंज प्रतिरोधक आणि अग्निरोधकता दर्शविते. आयर्लंडच्या मॅफिक आणि कॅनडाच्या फ्रॉनहॉफर प्रोजेक्ट सेंटरने केलेल्या अभ्यासात पुष्टी झाली आहे की बेसाल्ट फायबर/इपॉक्सी चाचणी पॅनेलने समान रेझिन आणि प्रक्रियेने बनवलेल्या ई-ग्लास/इपॉक्सी पॅनेलच्या तुलनेत ४०% जास्त टेन्साइल मॉड्यूलस, टेन्साइल स्ट्रेंथ आणि इंटरलॅमिनार शीअर स्ट्रेंथ, २०% जास्त विशिष्ट कडकपणा प्राप्त केला आहे. कामेनी वेक यांनी समान परिणाम नोंदवले आहेत.

बेसाल्ट फायबरबांधकाम आणि पाइपलाइन अनुप्रयोगांसाठी कमी पाण्याचे शोषण अत्यंत महत्त्वाचे आहे. ते नॉन-कंडक्टिव्ह आहे आणि नैसर्गिकरित्या उद्भवणारे साहित्य म्हणून, सिंथेटिक फायबरपेक्षा पुनर्वापर करणे सोपे आहे - ऑटोमोटिव्ह आणि इतर उद्योगांसाठी एक महत्त्वाचा विचार. जेनकेरेल बेसाल्ट फायबरचे वर्णन पर्यायांपेक्षा "सडपातळ, हिरवे आणि कठीण" म्हणून करते, त्याच्या कंपोझिट्सना ई-ग्लास आणि कार्बन फायबरमधील खर्च-कार्यक्षमता पूल म्हणून स्थान देते. थॉम्पसनने म्हटल्याप्रमाणे, "आम्ही कार्बन आणि ग्लास फायबरमधील अंतर भरून काढत आहोत - अशा उपायासाठी बाजारपेठ खूप दिवसांपासून उत्सुक आहे."

कार्बन ते बेसाल्ट फायबरमध्ये संक्रमण हे ई-ग्लासवरून स्विच करण्यापेक्षा सोपे असल्याचे म्हटले जाते, जरी दोन्ही शक्य आहेत. कार्बन फायबर वापरकर्त्यांसाठी, खर्च बचत बदल घडवून आणते, तर बेसाल्टचे संतुलित कामगिरी-ते-किंमत गुणोत्तर अशा अनुप्रयोगांना अनुकूल आहे जिथे कार्बनची अति-उच्च कार्यक्षमता अनावश्यक असते. त्यांच्या अपयशाच्या पद्धती देखील भिन्न आहेत: कार्बन फायबर आपत्तीजनकपणे अपयशी ठरतो (उदा., तुटणे), तर बेसाल्ट फायबर हळूहळू, सुरक्षित अपयश दर्शवितो. स्ट्रीटमन स्पष्ट करतात: "कार्बन कंपोझिट प्रोस्थेटिक लेग अचानक निकामी होतो, ज्यामुळे पडतो; बेसाल्ट कंपोझिट लेग वापरकर्त्याला बसू देतो."

उत्पादन सुधारणांमुळे खर्च कमी होत असला तरी, उच्च-व्हॉल्यूम अनुप्रयोगांमध्ये बेसाल्ट फायबर ई-ग्लासपेक्षा दुप्पट महाग आहे. प्रीमियमचे समर्थन करण्यासाठी, त्याचे उत्कृष्ट गुणधर्म - उच्च कडकपणा, ताकद, प्रभाव प्रतिरोधकता, रासायनिक/पाणी प्रतिरोधकता आणि सुरक्षित अपयश मोड - महत्त्वपूर्ण मूल्य प्रदान करतात. तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीसह, हा ज्वालामुखी खडक प्रगत सामग्रीच्या जगात एक अद्वितीय स्थान निर्माण करत आहे.