Nyheter

Etter hvert som 5G-basestasjoner blir tettere, mobiltelefonantenner flere og fiberoptiske kabelnettverk mer omfattende, endres materialkravene til kommunikasjonsutstyr fra bare «tilstrekkelig» til «ekstremt»: lavt dielektrisk tap, høy elektromagnetisk skjerming, lett konstruksjon og aldringsmotstand.
Takket være egenskaper som lav dielektrisk konstant, naturlig isolasjon og sterk værbestandighet, finner basaltfiber sin plass i kjernekomponenter som basestasjonsantenner, optiske kabelforsterkningselementer og radomer. I stedet for å fortrenge eksisterende materialer, tilbyr den en overlegen balanse mellom ytelse og kostnadseffektivitet for høyfrekvente og høyhastighetsapplikasjoner.

Nylig, etter årevis med å overvinne tekniske hindringer, klarte Wuhan Textile University å trekke hard basalt til fibre finere enn et menneskehår og vevde dem til "Basalt Dragon-Scale Suits" som tåler temperaturer på 1300 °C. Dette gjennombruddet, som har tiltrukket seg oppmerksomhet fra ledende tekstilbedrifter, adresserer ikke bare de beskyttende manglene ved tradisjonelle brannslokkingsdrakter, men oppnår også overlegen ytelse til en lavere kostnad. Representanter fra Wuhan brann- og redningsbyrå besøkte nylig universitetet for å bestille et parti av disse draktene. Innovasjonen har vakt interesse ikke bare fra lokale Hubei-bedrifter, men også fra en rekke ledende tekstilselskaper over hele landet.

BFRP er egnet for strukturer med middels til lav belastning i små droner og tilbyr bruksverdi når det gjelder vektreduksjon, korrosjonsbestandighet og demping/vibrasjonsreduksjon. Det bør imidlertid unngås i områder som krever høy stivhet. Hvis stivhet ikke er en kritisk faktor, men kostnad er det, tilbyr BFRP betydelig bedre kostnadseffektivitet enn CFRP.

Fra basaltfiber-nasjonalflaggene som vaier på den andre siden av månen, til hovedstrukturene på dyphavsplattformer for akvakultur, og til de sprekkbestandige underlagene på motorveier, har basaltmaterialer utmerket seg i både ekstreme miljøer og hverdagslige ingeniørprosjekter på grunn av sin eksepsjonelle høytemperaturmotstand, korrosjonsmotstand og antialdringsytelse.

Denne naturlige vulkanske steinen, som dannes ved avkjøling og størkning av magma dypt inne i jorden, viser «hardcore» egenskaper etter etterbehandling som langt overgår konvensjonelle materialer. Følgelig har den blitt et foretrukket alternativt materiale innen avansert produksjon, infrastrukturteknikk og luftfart. I dag skal vi bryte ned ytelsesintensiteten til basaltmaterialer på tvers av tre kjernedimensjoner for å forstå nøyaktig hva som gjør den så robust.

Broer over havet, dypvannsterminaler, havvindparker ... Selv om disse «kolossale gigantene» bygget i havet er fantastiske å se på, tåler de den daglige «brutale torturen» av bølgeerosjon, salt- og alkalikorrosjon, og vekslende våt-tørr-sykluser. I et slikt miljø har det lenge vært en vanskelig utfordring for det globale ingeniørmiljøet å sikre at herdede betongkonstruksjoner forblir intakte – fri for knusing, sprekker eller for tidlig svikt.

I lang tid har stålfibre ofte blitt innlemmet i betong for å øke seigheten og forhindre sprekkdannelser. Imidlertid viser stålfibre seg ofte å være lite egnet for de tøffe forholdene med saltspray og sjøvann. Når kloridioner infiltrerer sprekkene i betongen, ruster stålfibrene og utvider seg i volum, noe som paradoksalt nok fører til at betongen sprekker fra innsiden og ut og akselererer strukturell kollaps.
Nylig har en ny materialstudie fokusert på høy holdbarhet for marinteknikk tilbudt en svært lovende løsning: basaltfibre – produsert ved å trekke tråder fra naturlig vulkansk stein – kan brukes til å kle marinbetong med et lag med «rustning» som er praktisk talt immun mot rust. Dette oppnås gjennom en flerskala graderingsmodell med en kombinasjon av «store fibre for strukturell binding» og «små fibre for poretetting».

Etter hvert som droner skjærer gjennom himmelen for å overvåke skogbranner, og intelligente roboter utfører repeterende oppgaver med presisjon på fabrikkgulvet, er den effektive driften av dette smarte utstyret ofte underbygd av en «hardcore-støtte» som lett blir oversett: et nytt materiale utvunnet fra vulkansk stein – basaltfiber. Selv om det er beskjedent i utseende, har dets unike egenskaper gjort det til nøkkelen til å låse opp ytelsesgrensene til droner og roboter, og i stillhet drive en materialrevolusjon innenfor intelligent utstyr.

Dette nye uorganiske materialet, som produseres ved å smelte naturlig basaltstein ved temperaturer fra 1450 °C til 1500 °C og trekke den til fibre, kan skilte med en rekke fordeler – inkludert lettvekt, styrke, værbestandighet, korrosjonsbestandighet og miljøvennlighet – som for tiden driver frem en materialrevolusjon i drone- og robotindustrien. I dag skal vi avdekke de skjulte egenskapene!

Basaltfiber er et uorganisk fibermateriale som produseres ved å trekke tråder fra naturlig basaltmalm etter at den har blitt smeltet ved høye temperaturer. Det har fått bred oppmerksomhet for sine eksepsjonelle fysisk-kjemiske egenskaper – spesielt sin ytelse i høytemperaturmiljøer. Spesielt høytemperaturbestandig basaltfiber – en viktig underkategori av dette materialet – viser unik verdi i en rekke bruksområder som krever motstandskraft mot ekstreme temperaturer.

Nylig, med den vellykkede realiseringen av store applikasjoner – som Chang'e-6-måneutforskningsferden og verdens første basaltfiber-akvakulturplattform på dypvann – akselererer basaltfiber raskt transformasjonen fra et laboratorieforskningsresultat til et strategisk nytt materiale med konkret industriell produktivitet. Basaltfiber har de kombinerte fordelene av å være miljøvennlig, lavkarbon, lett, høy styrke, værbestandig og korrosjonsbestandig, og er nå – styrket av et omfattende system for kvalitetsovervåking og standarder – og oppnår gjennombrudd innen luftfartsapplikasjoner og utbredt kommersialisering i sivile sektorer, og forbedrer dermed kontinuerlig industriens generelle konkurranseevne.

I dronemiljøet har karbonfiber lenge vært ansett som standarden for «svart gull». Men hvis du er lei av ublu kostnader, alvorlig GPS-signalforstyrrelse eller rammearmer som knuses til støv ved treff, så endrer «kraften i vulkansk stein» – basaltfiber – stille og rolig spillereglene.
Spesielt er 200 gsm twill basaltfiberstoff ikke bare en direkte erstatning for karbonfiber; det representerer et sentralt skritt i utviklingen av rammer for små og mellomstore droner.

Basaltfiber er et kontinuerlig filament produsert av naturlig basaltmalm. Malmen utsettes for høytemperatursmelting og trekkes deretter raskt gjennom en platina-rhodium-legeringsbøssing. Fargen har vanligvis en gyllenbrun fargetone. Basaltmalm i seg selv er en vanlig bergart som dannes etter vulkanutbrudd, og den er både rikelig i reserver og vidt fordelt over hele jordskorpen. Å transformere denne vanlige steinen til en høypresterende fiber er et eksempel på oppfinnsomheten til moderne materialvitenskap.
Når det gjelder kjemisk sammensetning, består basaltfiber hovedsakelig av oksider – som silisiumdioksid, aluminiumoksid, kalsiumoksid og magnesiumoksid – og klassifiseres som silikatfiber. Produksjonsprosessen er preget av miljøvennlighet. Basaltmalmen varmes opp til smeltet tilstand i høytemperaturovner. Gjennom hele denne prosessen tilsettes ingen kjemiske reagenser, og det genereres heller ingen skadelige avfallsgasser, mens den resulterende slaggen kan resirkuleres og gjenbrukes. Sammenlignet med visse syntetiske fibre som krever komplekse kjemiske prosesser for fremstilling, er produksjonsprosessen for basaltfiber relativt enkel og bruker mindre energi.
Ytelsesegenskapene til basaltfiber faller mellom egenskapene til høyfast glassfiber og karbonfiber; den integrerer en rekke overlegne egenskaper, og finner dermed praktisk anvendelse på tvers av et bredt spekter av felt.