Daya tarikan Serat Basalt
Konsep menghasilkan gentian daripada basalt bukanlah perkara baharu. Paten pertama untuk pembuatan gentian basalt telah dikeluarkan pada tahun 1923, dan pada tahun 1950-an dan 1960-an, penyelidikan meluas tertumpu pada aplikasi ketenteraannya. Malah memimpin Gentian Kaca pengeluar meneroka potensi basalt pada masa itu, walaupun mereka mengalihkan fokus R&D mereka pada 1970-an kepada gentian kaca berprestasi tinggi seperti S-2. Selama beberapa dekad, minat terhadap komposit gentian basalt telah berubah-ubah, tetapi dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ia telah melonjak secara berterusan.
Memandangkan basalt berasal daripada lava yang kaya dengan magnesium dan besi yang disejukkan dengan cepat menjadi batu, tidak hairanlah jika gentian basalt mempamerkan penebat haba yang luar biasa, rintangan api, dan kestabilan suhu tinggi. Ciri-ciri ini menjadikannya bahan standard untuk penebat suhu tinggi. Sebagai contoh, pengeluar gentian basalt Rusia Kamenny Vek membekalkan industri automotif AS dengan produk untuk penebat sistem ekzos dan menyediakan bahan tahan haba untuk aplikasi perindustrian.
Di luar prestasi terma, gentian basaltgabungan kekuatan, kekakuan, rintangan hentaman dan bahan kimia lengai menjadikannya sebagai pengukuhan yang menarik untuk komposit. Dalam aplikasi plastik bertetulang gentian (FRP), proses pengacuannya menyerupai gentian kaca. Hampir mana-mana teknik pengacuan gentian kaca boleh disesuaikan untuk gentian basalt dengan pelarasan kecil kepada parameter utama. Gentian basalt juga serasi dengan semua sistem resin standard.
Walaupun ketumpatan basalt (2.63 g/cm³) lebih tinggi sedikit daripada gentian kaca, kelebihan prestasinya membolehkan komposit yang lebih ringan dan lebih fleksibel reka bentuk.
Sifat terma gentian basalt semakin mendapat perhatian di luar penebat. Kompositnya semakin digunakan dalam aplikasi yang memerlukan julat suhu yang lebih luas. Rintangan hentamannya juga mengatasi gentian kaca dan karbon. Kajian awal oleh Pusat Pembinaan Ringan Integratif Jerman dan Institut Teknologi Tekstil di RWTH Aachen University menunjukkan bahawa fabrik benang hibrid basalt (HYWF)-poliamida 6 yang diperkuatkan menyerap 35% lebih tenaga spesifik daripada gentian kaca HYWF dan 17% lebih daripada gentian karbon HYWF.
Besi dan aluminium oksida dalam basalt menyumbang kepada kelebihan tambahan. Sebagai contoh, gentian basalt mempamerkan rintangan kakisan dan kalis api yang lebih baik daripada E-glass. Kajian oleh Mafic Ireland dan Pusat Projek Fraunhofer Kanada mengesahkan bahawa panel ujian gentian basalt/epoksi mencapai modulus tegangan, kekuatan tegangan dan kekuatan ricih interlaminar 40% lebih tinggi, bersama-sama dengan kekukuhan spesifik 20% lebih besar, berbanding panel E-kaca/epoksi yang dibuat dengan resin dan proses yang sama. Kamenny Vek telah melaporkan hasil yang sama.
Serat basaltPenyerapan air yang rendah adalah penting untuk aplikasi pembinaan dan saluran paip. Ia tidak konduktif dan, sebagai bahan semulajadi, lebih mudah untuk dikitar semula daripada gentian sintetik—pertimbangan utama untuk industri automotif dan lain-lain. Gencarelle menerangkan gentian basalt sebagai "lebih kurus, hijau dan lebih keras" daripada alternatif, meletakkan kompositnya sebagai jambatan prestasi kos antara E-kaca dan gentian karbon. Seperti yang dinyatakan oleh Thompson, "Kami sedang mengisi jurang antara karbon dan gentian kaca—pasaran yang sudah lama ingin mendapatkan penyelesaian sedemikian."
Peralihan daripada karbon kepada gentian basalt dilaporkan lebih mudah daripada beralih daripada E-glass, walaupun kedua-duanya boleh dilaksanakan. Bagi pengguna gentian karbon, penjimatan kos mendorong peralihan, manakala nisbah prestasi kepada harga seimbang basalt sesuai dengan aplikasi yang prestasi ultra tinggi karbon tidak diperlukan. Mod kegagalan mereka juga berbeza: gentian karbon cenderung gagal secara besar-besaran (cth, pecah), manakala gentian basalt menunjukkan kegagalan secara beransur-ansur, lebih selamat. Streetman menggambarkan: "Kaki prostetik komposit karbon gagal secara tiba-tiba, menyebabkan jatuh; kaki komposit basalt membolehkan pengguna duduk."
Walaupun penambahbaikan pengeluaran mengurangkan kos, gentian basalt kekal dua kali lebih mahal daripada E-glass dalam aplikasi volum tinggi. Untuk mewajarkan premium, sifat unggulnya—kekukuhan yang lebih tinggi, kekuatan, rintangan hentaman, rintangan kimia/air dan mod kegagalan yang lebih selamat—mesti memberikan nilai kritikal. Seiring dengan kemajuan teknologi, batu gunung berapi ini mengukir ceruk unik dalam dunia bahan termaju.
