Privlačnost bazaltnih vlaken
Koncept proizvodnje vlaken iz bazalta ni nov. Prvi patent za proizvodnjo bazaltnih vlaken je bil izdan leta 1923, v petdesetih in šestdesetih letih prejšnjega stoletja pa so se obsežne raziskave osredotočile na njihovo vojaško uporabo. Celo vodilni Steklena vlakna Proizvajalci so takrat raziskali potencial bazalta, čeprav so v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja svojo pozornost na raziskave in razvoj preusmerili na visokozmogljiva steklena vlakna, kot je S-2. Skozi desetletja je zanimanje za kompozite iz bazaltnih vlaken nihalo, vendar se je v zadnjih letih vztrajno povečalo.
Glede na to, da bazalt izvira iz lave, bogate z magnezijem in železom, ki se hitro ohladi v kamnino, ni presenetljivo, da bazaltna vlakna kažejo izjemno toplotno izolacijo, požarno odpornost in stabilnost pri visokih temperaturah. Zaradi teh lastnosti so standardni material za izolacijo pri visokih temperaturah. Na primer, ruski proizvajalec bazaltnih vlaken Kamenny Vek dobavlja ameriški avtomobilski industriji izdelke za izolacijo izpušnih sistemov in zagotavlja toplotno odporne materiale za industrijsko uporabo.
Poleg toplotne učinkovitosti, bazaltna vlaknakombinacija trdnosti, togosti, odpornosti na udarce in Kemijsko Zaradi inertnosti je privlačna ojačitev za kompozite. Pri uporabi v plastiki, ojačani z vlakni (FRP), so postopki oblikovanja podobni tistim pri steklenih vlaknih. Skoraj vsako tehniko oblikovanja steklenih vlaken je mogoče prilagoditi za bazaltna vlakna z manjšimi prilagoditvami ključnih parametrov. Bazaltna vlakna so združljiva tudi z vsemi standardnimi sistemi smol.
Čeprav je gostota bazalta (2,63 g/cm³) nekoliko višja od gostote steklenih vlaken, njegove prednosti v delovanju omogočajo lažje in bolj prilagodljive kompozite.
Toplotne lastnosti bazaltnih vlaken pridobivajo pozornost tudi onkraj izolacije. Njihovi kompoziti se vse pogosteje uporabljajo v aplikacijah, ki zahtevajo širše temperaturne razpone. Njihova odpornost na udarce prekaša tudi steklena in ogljikova vlakna. Predhodne študije nemškega Centra za integrativno lahko gradnjo in Inštituta za tekstilno tehnologijo na Univerzi RWTH Aachen so pokazale, da poliamid 6, ojačan s hibridno prejo iz bazalta (HYWF), absorbira 35 % več specifične energije kot HYWF iz steklenih vlaken in 17 % več kot HYWF iz ogljikovih vlaken.
Železovi in aluminijevi oksidi v bazaltu prispevajo k dodatnim prednostim. Bazaltna vlakna na primer kažejo boljšo odpornost proti koroziji in ognju kot E-steklo. Študija irske družbe Mafic in kanadskega projektnega centra Fraunhofer je potrdila, da so testne plošče iz bazaltnih vlaken/epoksi smole dosegle 40 % višji natezni modul, natezno trdnost in medplastno strižno trdnost, skupaj z 20 % večjo specifično togostjo v primerjavi s ploščami iz E-stekla/epoksi smole, izdelanimi z isto smolo in postopkom. Kamenny Vek je poročal o podobnih rezultatih.
Bazaltna vlaknaNizka absorpcija vode je ključnega pomena za gradbeništvo in cevovode. Je neprevoden in ga je kot naravni material lažje reciklirati kot sintetična vlakna – ključni dejavnik za avtomobilsko in druge industrije. Gencarelle opisuje bazaltna vlakna kot »vitkejša, bolj zelena in trpežnejša« od alternativ, svoje kompozite pa postavlja kot most med ceno in učinkovitostjo med E-steklom in ogljikovimi vlakni. Kot ugotavlja Thompson: »Zapolnjujemo vrzel med ogljikovimi in steklenimi vlakni – trg, ki si je že dolgo želel takšne rešitve.«
Prehod z ogljika na bazaltna vlakna naj bi bil lažji kot prehod z E-stekla, čeprav sta oba izvedljiva. Za uporabnike ogljičnih vlaken je prehod posledica prihrankov pri stroških, medtem ko je uravnoteženo razmerje med zmogljivostjo in ceno bazalta primerno za aplikacije, kjer ultra visoka zmogljivost ogljika ni potrebna. Razlikujejo se tudi načini odpovedi: ogljična vlakna ponavadi katastrofalno odpovedo (npr. razbijejo se), medtem ko bazaltna vlakna kažejo postopno in varnejšo odpoved. Streetman ponazarja: »Protetična noga iz ogljikovega kompozita nenadoma odpove, kar povzroči padec; noga iz bazaltnega kompozita uporabniku omogoča, da se usede.«
Čeprav izboljšave v proizvodnji znižujejo stroške, bazaltna vlakna ostajajo dvakrat dražja od E-stekla pri velikih količinah uporabe. Da bi upravičili to premijo, morajo njihove vrhunske lastnosti – večja togost, trdnost, odpornost na udarce, kemična/vodoodpornost in varnejši načini odpovedi – zagotavljati ključno vrednost. Z napredkom tehnologije si ta vulkanska kamnina ustvarja edinstveno nišo v svetu naprednih materialov.
