Что такое базальтовое волокно?

БазальтБазальт, горная порода, образовавшаяся в результате охлаждения вулканической лавы, широко распространена на Земле. Благодаря высокотемпературному плавлению и тонкой вытяжке, получают базальтовые волокна, используя производственный процесс, аналогичный процессу изготовления стекловолокна. При высоких температурах от 1450℃ до 1500℃ базальтовая порода плавится, а затем с высокой скоростью протягивается через высокотемпературную фильеру из сплава, образуя непрерывные волокна. Эти волокна обладают прочностью, сравнимой с прочностью высокопрочного стекловолокна. Кроме того, базальтовое волокно, как новый тип неорганического, экологически чистого, высокоэффективного волокнистого материала, содержит различные оксиды, такие как диоксид кремния, оксид алюминия, оксид кальция, оксид магния, оксид железа и диоксид титана, что придает ему превосходные физические и Химический характеристики.
Измельчённый Базальтовое волокноБазальтовое волокно имеет широкий спектр применения, не только для армирования цементного бетона, но и в качестве армирующего материала для асфальтобетона. Выдающиеся характеристики базальтового волокна являются ключом к его широкому распространению. В моей стране базальтовое волокно входит в число четырех ключевых волокон для развития, наряду с углеродным волокном, арамидным волокном и сверхвысокомолекулярным полиэтиленовым волокном. Что же делает этот материал таким особенным, что он может занимать место среди этих четырех волокон? Давайте рассмотрим замечательные преимущества базальтового волокна.

1. Обилие сырьевых ресурсов

Сырьем для производства базальтового волокна является базальтовая руда, которая широко распространена на Земле и обладает обильными запасами, что приводит к относительно низким затратам на сырье.

2. Экологически чистые и безопасные для окружающей среды характеристики

После плавления и вытяжки базальтовая руда не выделяет никаких вредных веществ, что делает ее экологически чистой и не загрязняющей окружающую среду. Кроме того, получаемые из нее изделия обладают превосходной прочностью, низкой стоимостью и высокими эксплуатационными характеристиками, что делает ее идеальным новым видом экологически чистого материала.

3. Превосходная термостойкость и устойчивость к термическим ударам.

Базальтовое волокно может стабильно работать в диапазоне температур от -260 до 880℃. Этот широкий температурный диапазон значительно превосходит диапазон арамидных и асбестовых волокон и близок к характеристикам кремниевого волокна, алюмосиликатного волокна и керамического волокна. Одновременно с этим, оно также демонстрирует превосходную термостойкость, сохраняя свою первоначальную форму при высоких температурах до 500℃.

4. Отличная химическая стабильность

Базальтовое волокно обладает выдающейся устойчивостью к кислотам и щелочам, превосходя по этим параметрам боросиликатные волокна. Кроме того, оно отличается превосходной прочностью, устойчивостью к атмосферным воздействиям, ультрафиолетовому излучению, водостойкостью и стойкостью к окислению, сравнимыми с природным базальтом.

5. Превосходный модуль упругости и прочность на растяжение.

Базальтовое волокно демонстрирует превосходную прочность на растяжение при относительно низкой деформации при растяжении. Примечательно, что его прочность на растяжение превосходит прочность крупноволоконных углеродных волокон, арамидных волокон, стальных волокон, борных волокон и волокон из оксида алюминия.

6. Превосходные звукопоглощающие свойства

Базальтовое волокно обладает значительными звукопоглощающими и теплоизоляционными свойствами, демонстрируя превосходные характеристики.

7. Превосходные электроизоляционные и диэлектрические свойства.

Базальтовое волокно обладает выдающимися электроизоляционными и диэлектрическими свойствами, что делает его высококачественным изоляционным материалом.

8. Совместимость с природными силикатами

Базальтовое волокно обладает хорошей диспергируемостью и прочным сцеплением с цементом и бетоном, а его коэффициенты теплового расширения и сжатия стабильны, что обеспечивает превосходную атмосферостойкость.

9. Превосходная устойчивость к атмосферным воздействиям

Базальтовое волокно обладает превосходной устойчивостью к атмосферным воздействиям и имеет более низкое влагопоглощение, чем арамидные волокна, минеральная вата и асбест, что дополнительно повышает его стабильность в практических применениях.

10. Превосходная теплоизоляция

Базальтовое волокно отличается низкой теплопроводностью, что является преимуществом перед арамидными волокнами, волокнами из алюмосиликата, бесщелочными стекловолокнами, минеральной ватой, кремниевыми волокнами, углеродными волокнами и нержавеющей сталью.
Однако базальтовое волокно не лишено недостатков. Хотя оно постепенно вытесняет стекловолокно и асбест в качестве предпочтительного армирующего материала, последние ранее были ограничены в использовании из-за риска вдыхания мелких частиц в легкие и кишечник. В отличие от них, базальтовое волокно демонстрирует более высокую безопасность в этом отношении.

11. Применение в теплоизоляции, термостойкости и противопожарной защите.

Высокотемпературная стойкость базальтовое волокно Это делает его широко применимым в теплоизоляции, термостойкости и противопожарной защите. Из него можно ткать огнестойкие ткани, обеспечивая защиту в системах пожарной безопасности. В то же время базальтовые волокна можно также использовать для изготовления высокотемпературных фильтровальных мешков для высокотемпературной фильтрации и удаления пыли, обеспечивая чистую и безопасную среду.
Превосходные свойства базальтовых волокон проявляются не только в их термостойкости, но и в способности к прядению. Благодаря специальным технологиям обработки из базальтовых волокон можно изготавливать многослойный материал, называемый «базальтовый хлопок». Этот материал находит широкое применение в строительстве, транспорте, аэрокосмической отрасли и других областях, внося значительный вклад в повышение эксплуатационных характеристик продукции и продление срока ее службы.

12. Применение в строительной сфере

Благодаря своей превосходной прочности и коррозионной стойкости, базальтовое волокно может быть компаундировано с виниловыми или эпоксидными смолами с помощью различных процессов, таких как вытягивание, экструзия и намотка, создавая новые строительные материалы. Эти материалы не только прочны, но и обладают отличной кислото- и щелочестойкостью, а также коррозионной стойкостью, что позволяет частично заменить стальную арматуру в гражданском строительстве. Кроме того, коэффициент расширения базальтового волокна аналогичен коэффициенту расширения бетона, что эффективно предотвращает напряжения, вызванные изменениями температуры.

13. Применение в автомобильной отрасли

Благодаря стабильному коэффициенту трения, базальтовое волокно Этот материал очень хорошо подходит для производства материалов, повышающих трение, таких как тормозные колодки. В то же время, его высокий коэффициент звукопоглощения делает его идеальным выбором для деталей интерьера автомобилей, эффективно снижая уровень шума. В грузовиках, фургонах и автобусах рессоры являются ключевыми компонентами, отвечающими за крепление и передачу веса и крутящего момента рамы и оси, обычно изготавливаются из высококачественных пластин легированной кремний-марганцевой стали. Однако для легких грузовиков появился новый тип рессор, использующий композитный материал из базальтового волокна и эпоксидной смолы, что значительно снижает вес.

14. Применение в нефтехимической отрасли

Превосходная коррозионная стойкость базальтовое волокно Это делает его востребованным в нефтехимической отрасли. Благодаря сочетанию с эпоксидной смолой и использованию сложных технологий намотки и уплотнения, из базальтового волокна изготавливаются трубы и резервуары высокого давления. Эти изделия не только обладают превосходными теплоизоляционными свойствами, но и эффективно противостоят коррозии, значительно продлевая срок их службы. Кроме того, нефтепроводы из базальтового волокна также демонстрируют исключительные характеристики. Их прочность, коррозионная стойкость и гладкая внутренняя поверхность значительно повышают эффективность транспортировки, а малый вес снижает затраты и повышает общую эффективность. Этот новый тип трубопроводов постепенно становится заменой легированной стали и широко используется в нефтехимической промышленности.

15. Применение в корпусах аккумуляторных батарей

Превосходная коррозионная стойкость, высокая прочность, отличные изоляционные свойства и малый вес базальтового волокна делают его композитный материал с эпоксидной смолой идеальным выбором для корпусов автомобильных аккумуляторов. Этот материал не только прост в обработке, но и значительно снижает вес аккумулятора.

Заключение

Базальтовое волокноБлагодаря своей исключительной прочности, жесткости, термостойкости, коррозионной стойкости и легкости, базальтовое волокно признано «зеленым промышленным материалом» XXI века. Оно продемонстрировало высокую ценность в различных областях, включая аэрокосмическую, военную и автомобильную промышленность, и является экологически чистым и нетоксичным. В настоящее время разработка новых применений базальтового волокна продолжается, и ожидается, что в будущем его уникальные преимущества будут использованы в большем количестве областей.
1) В процессе волочения традиционные волочильные плиты из «платиновых» материалов подвержены сильному износу и являются дорогостоящими. Поэтому существует необходимость в поиске новых материалов, обладающих одновременно износостойкостью и термостойкостью, в качестве замены. На самом деле таких материалов немало; например, керамические материалы с добавлением карбида титана, карбида кремния, нитрида кремния или оксида циркония отвечают этим требованиям.
2) Из-за различий в составе базальта из разных регионов показатели качества волокон также различаются. Для обеспечения качества применения необходимы многосторонние усилия. Во-первых, для каждого вида продукции необходимо установить конкретные показатели качества базальтового волокна. Во-вторых, для каждой произведенной партии волокна должна быть предоставлена ​​подробная информация обо всех показателях качества для ознакомления пользователя. Кроме того, для обеспечения стандартизации характеристик волокна в процессе плавления можно добавлять неорганические компоненты для корректировки.