Aluzia fibrei de bazalt
Conceptul de producere a fibrelor din bazalt nu este nou. Primul brevet pentru fabricarea fibrei de bazalt a fost emis în 1923, iar în anii 1950 și 1960, cercetări ample s-au concentrat pe aplicațiile sale militare. Chiar și principalele Fibră de sticlă Producătorii au explorat potențialul bazaltului la acea vreme, deși și-au mutat accentul pe cercetare și dezvoltare în anii 1970 către fibre de sticlă de performanță superioară, cum ar fi S-2. De-a lungul deceniilor, interesul pentru compozitele din fibră de bazalt a fluctuat, dar în ultimii ani a crescut constant.
Având în vedere că bazaltul provine din lavă bogată în magneziu și fier, răcită rapid în rocă, nu este surprinzător faptul că fibrele de bazalt prezintă o izolație termică excepțională, rezistență la foc și stabilitate la temperaturi ridicate. Aceste proprietăți le fac un material standard pentru izolația la temperaturi ridicate. De exemplu, producătorul rus de fibre de bazalt Kamenny Vek furnizează industriei auto din SUA produse pentru izolarea sistemului de evacuare și oferă materiale rezistente la căldură pentru aplicații industriale.
Dincolo de performanța termică, fibră de bazaltcombinația de rezistență, rigiditate, rezistență la impact și Chimic Inerția sa îl face o armătură atractivă pentru compozite. În aplicațiile din plastic armat cu fibre (FRP), procesele sale de turnare seamănă cu cele ale fibrei de sticlă. Aproape orice tehnică de turnare a fibrei de sticlă poate fi adaptată pentru fibra de bazalt cu ajustări minore ale parametrilor cheie. Fibra de bazalt este, de asemenea, compatibilă cu toate sistemele standard de rășină.
Deși densitatea bazaltului (2,63 g/cm³) este puțin mai mare decât cea a fibrei de sticlă, avantajele sale de performanță permit realizarea de compozite mai ușoare și mai flexibile din punct de vedere al designului.
Proprietățile termice ale fibrei de bazalt atrag atenția dincolo de izolație. Compozitele sale sunt din ce în ce mai utilizate în aplicații care necesită intervale de temperatură mai largi. Rezistența sa la impact depășește, de asemenea, fibrele de sticlă și carbon. Studiile preliminare realizate de Centrul Integrativ pentru Construcții Ușoare din Germania și Institutul de Tehnologie Textilă de la Universitatea RWTH Aachen au arătat că poliamida 6 armată cu țesătură hibridă de bazalt (HYWF) absoarbe cu 35% mai multă energie specifică decât fibra de sticlă HYWF și cu 17% mai mult decât fibra de carbon HYWF.
Oxizii de fier și aluminiu din bazalt contribuie la avantaje suplimentare. De exemplu, fibra de bazalt prezintă o rezistență mai bună la coroziune și ignifugare decât sticla E. Un studiu realizat de Mafic din Irlanda și Centrul de Proiecte Fraunhofer din Canada a confirmat că panourile de testare din fibră de bazalt/rășină epoxidică au atins un modul de tracțiune, o rezistență la tracțiune și o rezistență la forfecare interlaminară cu 40% mai mari, împreună cu o rigiditate specifică cu 20% mai mare, comparativ cu panourile din sticlă E/rășină epoxidică fabricate cu aceeași rășină și cu același proces. Kamenny Vek a raportat rezultate similare.
Fibră de bazaltAbsorbția redusă de apă este esențială pentru aplicațiile din construcții și conducte. Este neconductoare și, fiind un material natural, mai ușor de reciclat decât fibrele sintetice - o considerație cheie pentru industria auto și alte industrii. Gencarelle descrie fibra de bazalt ca fiind „mai suplu, mai ecologică și mai rezistentă” decât alternativele, poziționându-și compozitele ca o punte de legătură cost-performanță între fibra de sticlă electronică și fibra de carbon. După cum notează Thompson, „Umplem golul dintre fibrele de carbon și cele de sticlă - o piață de mult dornică de o astfel de soluție.”
Se pare că trecerea de la carbon la fibra de bazalt este mai ușoară decât trecerea de la fibra de sticlă electrostatică, deși ambele sunt fezabile. Pentru utilizatorii de fibră de carbon, economiile de costuri determină trecerea, în timp ce raportul echilibrat performanță-preț al bazaltului se potrivește aplicațiilor în care performanța ultra-înaltă a carbonului este inutilă. Modurile lor de defectare diferă, de asemenea: fibra de carbon tinde să se deterioreze catastrofal (de exemplu, spargerea), în timp ce fibra de bazalt prezintă o defectare graduală și mai sigură. Streetman ilustrează: „O proteză de picior din compozit de carbon cedează brusc, provocând o cădere; un picior din compozit de bazalt permite utilizatorului să se așeze.”
Deși îmbunătățirile producției reduc costurile, fibra de bazalt rămâne de două ori mai scumpă decât sticla electrostatică în aplicațiile de volum mare. Pentru a justifica această valoare premium, proprietățile sale superioare - rigiditate mai mare, rezistență, rezistență la impact, rezistență chimică/la apă și moduri de defectare mai sigure - trebuie să ofere o valoare critică. Pe măsură ce tehnologia avansează, această rocă vulcanică își creează o nișă unică în lumea materialelor avansate.
