连续玄武岩纤维及其复合材料的研究_王岚
从表 / 中可以看出，用连续玄武岩纤维制成的 单向增强复合材料在强度方面与 6 玻纤相当，但弹 性模量在各种纤维中具有明显优势。用连续玄武岩 纤维制成的层合板也有类似结果。研究表明， 无论是 对于非表面处理纤维，还是有机硅处理剂处理过的
纤维， 玄武岩纤维与环氧树脂的粘合强度都要高于 6 玻璃纤维与相同环氧基的粘合强度。玄武岩纤维— 环氧复合材料的研究指出，玄武岩纤维具有良好的 增强效应。连续玄武岩纤维增强材料所具有的这种 性能， 可以用它制作在高压、 化学及热应力环境下长 &’( % )* !###+ ,-+ .
稳定性，所以在乌克兰玄武岩纤维还被用来增强混 凝土制作桥梁等大型建筑的结构件，或用于腐蚀性 液体及气体的过滤， 并取得了良好的效果。
"
玄武岩纤维增强复合材料
目前玄武岩连续纤维的主要产品为原丝、无捻
注： 以上数据为纤维在不同介质中煮沸 "N 后重量损失 O 。
粗纱和加捻纱。由于玄武岩纤维具有比普通玻璃纤 维更高的拉伸强度，弹性模量以及更好的化学稳定 性，所以用它来增强各类树脂所制成的复合材料具 有比较理想的物理和化学性能。表 / 是各种纤维增 强环氧树脂制成的复合材料的机械性能比较。
!### 年 $$ 月
玻 璃 钢 % 复 合 材 料
!"
量也非常优异， 优于 6 玻纤和 CFG4@HIJ， 与 B 玻纤相 当。 另外， 它的软化点为 7.#K ， 最高稳定使用温度达
表!
性 能 密度 % 1・ 2 3 " 拉伸强度 % *(4 弹性模量 % 5(4 断裂伸长量 % O 线膨胀系数 !# 3 "##K % K Q $#. 软化点 % K < ! R $#;+ .F(4B A 成纤温度 % K A 最高使用温度 % K 6 3 玻纤 !+ 99 3 !+ .! "$## 3 "8## ;. 3 ;8 /+ ; 9+ /
CFG4@HIJ !+ .! "$## 3 "8## 8# 3 8$ /+ . .
89# $!## "9#
7$.
$#9.
7.# $"/#
"##
.9#
.9#
!9#
9##
表"
介 质 L !M !,L4ML !,L)?
不含浸润剂原丝纤维的化学稳定性
玄武岩纤维 #: ! 9+ # !+ ! 6—玻璃纤维 #: ; .+ # "8+ 7
: N+ O+ O-3P3IAJ3MI+ QD3 *7IRS78JRLMI? Q38DI-T-?U -S )-IJMIR-RA VT7AA %MW3LAX .TA3HM3L E8M3I83 ’RWTMAD3LAX :BY5 ! )-IJMIR-RA *MI3L7T %MW3L 6 F &3MIS-L8MI? .T393IJ S-L )-9Z-AMJ3AX [+ V-L-WMIA\3UX ]+ \L7HJ8D3I\-X O+ ^7W7H3+ :!JD I83 -I )-9Z-AMJ3A *7J3LM7TAX Z7LMAX :BBB 5 =7IGW--\ -S )-9Z-AMJ3AX 3G+ WU V+ TRWMIX [7I ,-LAJL7IG &3MI D-TGX ,3P _-L\X :BY!+ " )-993L8M7T W--\T3J -S SML9 ‘H3IA )-LIMI?X FGH7IJ3K VT7AA %MW3LX F ,3P .L7 MI )-9Z-AMJ3A Q38DI-T-?UX :BB@ 2 )-993L8M7T W--\T3J -S FTW7LLM3 )7I7G7 OM9MJ3GX 07A7TJ %MW3LX :BBB $ =7IGW--\ -S )-9Z-AMJ3A &3MIS-L8393IJX 3G+ WU E+ *+ O33X [)= ’RWTMAD3LAX ,3P _-L\X :BB! @ Y 纤维增强复合材料， 顾里之编著， 机械工业出版社， :BYY 火成岩岩石学， 南京大学地质系矿物教研室编， 地质出版社， :BY# ]IJ3LI7JM-I7T )-IS3L3
!"
王
岚： 连续玄武岩纤维及其复合材料的研究
!### 年第 $ 期
期使用的形状复杂的容器。另外， 玄武岩纤维还具有 良好的介电性能。它的体积电阻率比 . 玻璃高一个 数量级， 可以广泛用于制作印刷电路板 / ’)0 1 。 表2 的数据显示出用玄武岩纤维制作层合板的性 能较 . 玻纤层合板有明显的提高， 特别是介电性能及 化学稳定性。现在一般认为，介电性能提高的原因在 于玄武岩玻璃中 %3 和 %3 的比率以及纤维表面的 形态在界面与树脂和粘结剂的相互作用所造成的。这
!
玄武岩纤维性能
玄武岩连续纤维在原料的选择及制造技术上与
普通岩棉有很大的差别。在通常情况下， 它们往往采 用单一的玄武岩矿石作为原料，以充分利用玄武岩 的天然成份以及对成型纤维耐温、 抗拉强度、 弹性模 量等性能起到一定作用的火山衍生物结构。众所周 知， 玄武岩是一种火山喷出岩。它的主要矿物是斜长 石和辉石。 有些种类含丰富的橄榄石。 次要矿物是铁 质氧化物 - 磁铁矿、 钛磁铁矿、 钛铁矿、 赤铁矿 / 、 正长 石、 石英、 沸石等。 在玄武岩成份中， 345! 含量在 226 和 789 76 之间， :;! 58 含量介于 .!6 < .16 之间， 345! 和 :;! 58 含量一般大于 776 。从成份可以看出， 玄武岩属于难熔的矿物原料。为了满足成形的需要， 要求玄武岩熔化温度、 成形温度、 析晶上限温度必须 在一定可操作范围内，这就需对玄武岩矿物做一定 的筛选。以下是玄武岩纤维与 ( 玻璃纤维、 = 玻璃纤 维、 3 玻璃纤维成份的比较。 $%& ’ () !"""* +,* #
化学 成份 345! :; !58 C!58 (D5 )E5 +D !5 F G!5 H45! 7* A @ A* 2 8* " @ 7* 8 8* # @ 7* ! "* 1 @ !* !7 B* #1 2* "2 8* A7 .* .A ."* 78 玄武岩纤维 ’ >?6 玄武岩纤维 ( 玻璃纤维 = 玻璃纤维 3 玻璃纤维 - 乌克兰 / ’ >?6 ’ >?6 ’ >?6 ’ >?6 7.* # @ 7A* 8 7!* 28 #7* B @ #B* B 7!* " @ 78* 2 #7* " .2* # @ .1* 8 .1* 88 7* 2 @ #* 2 8* 7 @ 2* 7 8* # @ 2* 2 .8 @ .2 .8* 7 @ .2* 7 1* " @ A* " .1* 7 @ .A* 7 8* # @ 2* 2 "@. " @ "* 7 " @ "* # " @ "* 7 "9 "A@" 9 .8 HJ* ."* " !7* "
表 " 说明玄武岩纤维与 6—玻璃纤维相比， 具有更加 稳定的化学性能， 特别是在酸性介质中更加明显。此 外，经过大量的试验还发现，玄武岩纤维在饱和 )4 < ML A ! 溶液以及在水泥等碱性介质中能保持高度的
表/
材料 6—玻纤 单向增强复合材料 6 —玻纤层合板 < 6$98$= >-?4@ A B —玻纤 单向增强复合材料 B—玻纤层合板 < 6;.8$= >-?4@ A CD42EF 纤维 单向增强复合材料 CD42EF 层合板 连续玄武岩纤维 单向增强复合材料 连续玄武岩纤维 层合板 密度 % 01・ 2 3 " $7/# $8## 3 $7## $7/# $7## $/## $"9# $8## 3 $79# $8##
各种纤维增强环氧树脂制成的复合材料机械性能
拉伸强度 % *(4 $"8# ";7 3 9$; !#;# .#": " $7"# 9$; $$## 3 $/## /"# 拉伸模量 % 5(4 9$: ; !" 3 !. 9$: ; — 8!: ; "$ 88 3 $## "7 弯曲强度 % *(4 — 9$; 3 .9/ $9!# 8!;: / — 9$; ;## 3 8## 9.# 弯曲模量 % 5(4 — — !.+ $ — !8: 8 — — — /" —
到 .9#K 。 可以认为玄武岩连续纤维在综合性能上 比 6 玻纤、 CFG4@HIJ 等纤维具有比较明显的优势。
玄武岩纤维 < 乌克兰 A !+ .9 3 "+ #9 "### 3 "9## ;7+ " 3 7"+ $ "+ ! .+ 9 玄武岩纤维 < 加拿大 A !+ 8 /8/# 87 "+ $ 8+ #
.
引
言
以玄武岩为主要原料生产的岩棉自从 .12" 年 首先在英国威尔斯试制成功到现在已有 .#" 年的历 生产岩棉的技术有了很大的发 史。在这 ."" 多年中， 展，但产品种类基本上仍局限在中低档的定长纤维 制作的保温材料， 只是到了近一、 二十年， 在前苏联 为代表的几个科技比较发达国家中玄武岩纤维材料 技术的研究开发进入了一个崭新的阶段。他们成功 地研制出了玄武岩连续纤维， 并转入工业化生产。玄 武岩连续纤维与普通岩棉相比，在纤维质量方面有 了质的飞跃， 它所表现出来的高弹性模量、 高热稳定 性以及优异的耐温碱性能使之在航空航天、冶金化 工、 建筑等领域得到了广泛的应用。用连续玄武岩纤 维增强的玻璃钢体的强度、 热稳定性、 电绝缘性能均 优于玻璃纤维增强材料，可在很大程度上替代玻纤、 碳纤维和石棉制品。
连续玄武岩纤维及其复合材料的研究
《连续玄武岩纤维及其复合材料的研究》一、引言近年来，连续玄武岩纤维及其复合材料作为一种新型材料备受关注。
玄武岩作为一种具有优良物理化学性能的矿物，其连续纤维被广泛应用于复合材料领域。
本文将从深度和广度两个方面对连续玄武岩纤维及其复合材料进行综合评估，并探讨其在不同领域内的应用。
二、连续玄武岩纤维的优势1. 物理化学性能突出连续玄武岩纤维具有优良的物理化学性能，如高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等特点，使其在复合材料中具有独特的优势。
在工程结构中，连续玄武岩纤维复合材料能够有效提高材料的强度和韧性，改善其疲劳性能，在航空航天、汽车制造、建筑等领域具有广泛的应用前景。
2. 可持续性发展玄武岩属于地球资源中丰富的矿物之一，其开采成本低、资源丰富，具有可持续发展的潜力。
利用玄武岩制备连续纤维及其复合材料，不仅可以提高材料的使用寿命，还能够有效地减少资源的浪费，符合现代社会对于可持续发展的要求。
三、连续玄武岩纤维及其复合材料的应用领域1. 航空航天领域在航空航天领域，要求材料具有轻质、高强度、耐高温等特点，连续玄武岩纤维复合材料能够满足这些要求。
其在飞机机身、发动机零部件、导弹制造等方面有着广泛的应用前景。
2. 汽车制造领域汽车制造领域对材料轻质化、高强度、耐磨耐腐蚀等性能要求较高，连续玄武岩纤维复合材料可以满足这些需求。
应用于汽车车身、零部件等方面，可以降低汽车自重，提高燃油利用率，减少排放，对于节能减排具有重要意义。
3. 建筑领域在建筑领域，连续玄武岩纤维复合材料可以用于加固混凝土结构、制作装饰板材等，提高建筑材料的抗风、抗震、防火性能，增加建筑物的使用寿命，对于提高建筑物的安全性和耐久性起着重要作用。
四、个人观点及总结个人认为，连续玄武岩纤维及其复合材料的研究与应用，将对现代工程技术和材料科学发展产生重要的影响。
其在各个领域的广泛应用将带来更高效、更安全、更可持续的解决方案，对于推动工业进步和社会发展具有积极的意义。
玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究
引言随着近年来建筑行业的迅速发展，对特殊性能混凝土的要求及需求不断提高，掺加纤维作为一种技术手段，逐步应用于桥梁、水利、市政等行业的工程建设中[1]。
玄武岩纤维是一种绿色、环保、无污染的高性能无机非金属材料，具有较高的拉伸强度、剪切模量和弹性模量，且具有耐高温、耐超低温、耐酸碱腐蚀等特性[2]。
研究表明[3-4]，将玄武岩纤维掺入混凝土中，纤维通过桥接裂缝可显著减少混凝土裂纹的产生，进而提高混凝土基体的抗压强度、抗拉强度和韧性，使混凝土中易出现的脆性问题得到改善。
同时，掺入纤维可有效提高混凝土基体的抗冻性能和抗冲击性能[5]，对提高混凝土结构耐久性具有积极意义。
为了更好地发挥玄武岩纤维对混凝土增韧阻裂的效果，寻找更合理的纤维掺量及纤维混凝土的生产工艺，本文对玄武岩纤维混凝土的相关性能开展测试研究，为玄武岩纤维混凝土的应用提供技术参考。
1 材料与方法1.1 试验材料水泥：北京金隅，P·O 42.5普硅酸盐水泥，其28d抗压强度50.4MPa；粉煤灰：宣化热电，I级粉煤灰，其细度9.2%、需水量比89%；砂子：天然河砂，中砂，其细度模数2.9；石子：5～25mm碎石；外加剂：北京同科，早强型聚羧酸减水剂，其减水率28%；玄武岩纤维：山西太原，其单丝直径18.0μm、密度2650kg/m3。
1.2 配合比采用构件生产用C50高性能混凝土，配合比见表1。
1.3 试验方法不同搅拌工艺对混凝土性能影响的试验：测试玄武玄武岩纤维对混凝土性能的影响研究宋玉剑北京港创瑞博混凝土有限公司 北京 102202摘 要：研究了掺加玄武岩纤维混凝土的搅拌工艺、力学性能和耐久性能，采用生产施工配合比，与混凝土生产实际紧密结合，为玄武岩纤维混凝土的生产与应用提供指导。
结果表明：当纤维掺量在0.3%及以下时，纤维要有足够的搅拌时间，使其得到较好分散并混合均匀，再加入水可有效避免纤维出现团聚的情况，从而使混凝土和易性更好；掺入玄武岩纤维后，混凝土的7d抗压强度平均下降4.1%，28d抗压强度平均下降7.12%，但不会影响抗压强度增长趋势，且对降低混凝土早期收缩的作用较为明显，在一定条件下可以达到预期的应用效果。
绿色环保的矿物纤维-玄武岩纤维(CBF)论文
绿色环保的矿物纤维—玄武岩纤维（CBF）赵欢摘要：武岩纤维不仅具有高强、高模量的特点，而且耐高温、耐腐蚀。
叙述了玄武岩纤维材料的优越的性能，以及玄武岩纤维及其制品在不同工业领域的应用。
关键词：玄武岩纤维特点用途1玄武岩纤维的生产原料及生产过程玄武岩连续纤维是以纯天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后放进池窑中，经1 450—1 500℃的高温熔融后，通过喷丝板拉伸成连续纤『1』。
连续玄武岩纤维的主要成分为SiO2、AL2O3、Fe203、Na2O、K2O等氧化物，属于硅铝酸盐系纤维以CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于消防．环保、航空航天、军工、车船制造．工程塑料、建筑等军工和民用领域，故CBF被誉为2l世纪的新材料『2』。
随着国外工艺技术的不断改进以及新市场的不断开拓，玄武岩纤维有望成为第四大高强高模纤维。
由于玄武岩熔化过程中没有硼和其它碱金属氧化物排出，使玄武岩连续纤维的制造过程对环境无害，无工业垃圾，不向大气排放有害气体，玄武岩连续纤维是2l世纪又一种新型的环保型纤维『1』。
玄武岩纤维的主要组成成分『3』2玄武岩纤维的特点2.1 突出的抗拉强度CBF的抗拉强度为3 800～4 800 MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBl纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。
2.2 高耐蚀性和高化学稳定性CBF的耐酸性和耐碱性均比铝硼硅酸盐纤维好『4』。
在碱性溶液中具有独特化学稳定性，该特性为在桥梁、隧道、堤坝、楼板等类混凝土结构的增强，以及沥青混凝土路面，机场飞机起落跑道的增强和其他易受潮湿、盐类和碱性混凝土介质腐蚀而导致金属钢筋腐蚀的建筑构件中的应用开辟空间。
玄武岩纤维可以和无机粘合剂相容，用于制造新型耐燃复合材料。
此外，它是制造净化工业废气和城市处理装置的过滤器不可代替的材料。
2.3 高热稳定性玄武岩纤维的耐热性能显著优于玻纤、碳纤维和芳纶纤维，可在-269～650℃范围内连续工作由表中所列的玄武岩纤维热稳定性数据可以看出，玄武岩纤维可以T作到600℃，而玻璃纤维在相同条件下的使用温度不超过400℃。
玄武岩短纤维复合材料的研究
摘要：介绍了玄武岩纤维的研究方法以及国内外发展历程和现状，玄武岩纤维性能和应用领域，表明玄武岩纤维用于防火隔热材料，过滤材料，增强复合材料，电子技术等具有明显的优势以及对未来发展的展望。
关键词：玄武岩纤维；防火隔热；过滤环保；增强复合；高技术纤维。
一、概述：玄武岩纤维是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450℃～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。
以玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、车船制造、工程塑料、建筑等军工和民用领域，故玄武岩纤维被誉为21世纪的新材料。
近年来，国内似乎又形成了一股“玄武岩纤维热”，其“热”主要体现在两个方面，一方面有关玄武岩纤维方面的文章大量涌现，有的文章甚至把玄武岩纤维捧得似乎无所不能，另一方面国内有好几家企业上马玄武岩纤维生产线项目，人们对玄武岩纤维项目更是热情有加，似乎哪里有玄武岩资源，就有上马玄武岩纤维项目的最大优势。
据了解目前至少已建成了两家玄武岩纤维生产厂，还有一些地方也在准备抓紧建造玄武岩纤维生产线。
从建成的生产线厂家来看，目前在市场的开拓方面也是不容太乐观。
有些厂家为了降低成本，提高成纤率，在玄武岩原料中，掺入一些助熔剂，如萤石，碎玻璃等，这些助熔剂如果没有经过科学论证，将劣化玄武岩纤维原有的性能，并且也不再是严格意义上的玄武岩纤维了。
二．玄武岩纤维的性能1．新型环保性材料玄武岩纤维具有非人工合成的纯天然性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。
由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物排出，使玄武岩纤维制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，无工业垃圾及有毒物质污染环境。
玄武岩纤维在很大程度上可代替玻璃纤维，被广泛用于航天航空、石油化工、汽车、建筑等多领域，因而，玄武岩纤维被誉为21世纪“火山岩变丝”、“点石成金”的新型环保纤维。
连续玄武岩纤维平纹布增强硼酚醛树脂复合材料研究
于玄 武岩 纤维 具有 玻 璃 纤 维 所 不 具 有 的耐 热 、 酸 耐 碱、 电绝缘 及化 学 稳 定 性 等 特 性 ， 生 产 原 料 易 得 、 且
价格便 宜 、 贮量 丰 富 、 业 生产 无三 废 排 放 ， 称 ２ 工 堪 ｌ 世纪无 污 染 的“ 色工 业材 料 ” 因此 玄 武 岩纤 维 在 绿 ， 工 农业 生 产及 军事 上具 有广 泛 的用 途 。 Ｆ Ｂ树 脂通 过 向 Ｐ Ｆ的分 子 结构 中引入无 机 硼元
上 ， 到 预 浸 布 。 将 预 浸 布 切 割 至 ２ ０ ｍ ０ 得 ０ ｍ Ｘ２ ０ ｍ 尺寸 ， ｍ 放入 １０～１０ 烘箱 中预 烘 ３ ｎ 然 后 １ ２℃ ０ｍｉ， 取出、 层 ， 用层压 成型工艺 制得 Ｆ ／ Ｂ Ｔ 铺 采 Ｂ Ｃ Ｆ Ｃ层 合板 。
１ ４ 性 能 测 试 ．
将 Ｃ Ｆ Ｃ裁剪 成 尺寸 为 １２ ０ｍｍ Ｘ１２ ０ ｍ ＢＴ ０ ０ ｍ
在 １０ ０～１ ０ ℃ 的熔 窑 中熔 融 拉 丝 而制 得 的。 由 ４ ０ ５
的布块 。将 Ｆ Ｂ树脂 粉 碎 ， 并加 入 乙醇 配制 成 Ｆ Ｂ质 量 分数 为 ５ ％ 的胶 液 。用计 量 的 Ｆ ０ Ｂ树脂 胶 液均 匀 浸 渍 Ｃ ｂ Ｃ 布 块 ， 后 晾 置 于 通 风 干 燥 处 １天 以 Ｂ－ ＇ Ｆ 然
素， 生成 键 能较 高 的 Ｂ Ｏ键 ， 使 得 其 耐 热 性 、 — 而 瞬
时耐高温性 、 耐烧蚀性 和力学性 能等 均 比普 通 Ｐ Ｆ
要好 得 多 ， 可作 为优 良的耐烧 蚀材 料应 用 于火 箭 、 导 弹 和空 间 飞行器 等 空 间技 术 领 域 。 国 内对 Ｆ Ｂ树 脂 的研 究较 多 ， 有 关 连 续 玄 武 岩纤 维 增 强 Ｆ 但 Ｂ树 脂 方 面 的研 究 尚未见 报 道 。笔 者 对 Ｆ Ｂ树 脂 进 行 了 表 征 ， 制 备 了连续 玄 武 岩 纤 维平 纹 布 （ Ｂ Ｔ 增 强 并 Ｃ Ｆ Ｃ）
20170421连续玄武岩纤维与碳纤维_芳纶_玻璃纤维的对比及其特性概述_刘学慧
抽丝
软化
上丝
夹丝和缠丝
下丝成品
包装
成品
入库
图 4 玻璃纤维工艺流程图 表 1 连续玄武岩纤维与其他纤维产品性能对比
性能
连续玄武岩纤维 碳纤维 芳纶纤维 E 玻纤
密度（/ g·cm-3）
2.6～2.8
1.7～2.2
1.49
2.5～2.6
使用温度/℃
－260～880 最高 2000 最高 250 －60～350
业、牡丹江金石、山西巴塞奥特、横店
华大学等。单厂产能 1 000 t/a～ 玻纤等。单厂产能 40 万t/a～
产厂家
中凯工贸等。单厂产能 100 t/a～1 000
集团上海俄金等。单厂产能 100 t/a～
5 000 t/a
90 万 t/a
t/a
1 000 t/a
中 国 产 能 或 产能 8 542 t，产量 2 000 t（2011 芳纶 1313 产能 8 600 t，芳纶
产量 279 万 （t 2011 年）
产量
年）
1414 产能 2 000 （t 2011 年）
产量 3 000 t，产能 4 000 （t 2011 年）
世界产量或 产能 5 万 t，9 万 （t 2011 年）
产能
芳纶 1313 产能 3.2 万 t，芳纶 产量 489 万 （t 2011 年）
1414 产能 6.5 万 （t 2011 年）
碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中的碳元素约占 90％以上。碳纤维是一种高新技术产品，它既具有碳素材料的固 有本性，又具有金属材料的导电和导热性、陶瓷材料的耐热和耐 蚀性、纺织纤维的柔软可纺织性、高分子材料的轻质和易加工 性。碳纤维虽然具有质量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐 蚀、抗疲劳、导电、导热的优良特性，但是碳纤维抗氧化性较差， 与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。碳纤维 工业化产品按其生产原料主要分为聚丙烯腈基碳纤维、黏胶基 碳纤维和沥青基碳纤维三类，其中聚丙烯腈基碳纤维是当今世 界碳纤维发展的主流，约占世界碳纤维市场的 80％。碳纤维主要
连续玄武岩纤维的研究进展及应用
（） １ 玄武岩纤 维 纱 的 品种 主要 有 玄 武 岩纤 维
纱 、 武岩纤 维无 捻粗纱 、 武岩短 纤纱 与玄 武岩 玄 玄 纤 维膨 体纱 。玄 武岩纤 维纺织 纱 是 由多根连 续玄 武 岩纤 维原 丝经 一次加 捻而 成 的纱线 。大体 可 以
（） ３ 玄武 岩纤 维毡 是 由玄 武 岩单 纤 维 无序 交 错 穿插 而形 成 的无 定 向三 维微 孔结 构 ，主要包 括
细 玄武 岩纤 维和 Ｃ Ｆ Ｂ 。与碳纤 维 、 芳纶 、 超高相 对 分 子 质 量 聚 乙烯 纤 维 等 其 它 高 科 技 纤 维 相 比，
Ｃ Ｆ具 有 许 多 独 特 的优 点 ，如 突 出 的力 学性 能 、 Ｂ 耐 高温 、 耐酸 碱 、 吸湿 性 低 ，此外 还有 绝 缘 性 好 、
表 明 ， 武 岩纤维 具有 比玻 璃纤 维更 好 的耐 酸 碱 玄
腐蚀 性 和高温 稳定性 能 ， 玄武 岩纤 维 纱在 纺 织 为 生产 方 面的应 用提供 基础 。何 青 在横 机 上 ，选 用 玻璃纤 维纱 与 毛腈 混 纺纱作 为玄 武岩 纤维纱 的
对 比纱 ， 不 同工艺 参 数下 编 织 圆筒 形 平 针 和 １ 在
随着 我 国连续玄 武岩 纤维 的批 量 生 产 ，由于
玄武 岩纤 维 良好 的性 能 ， 种材 料 开始 引入 土木 这
化纤与纺织技术
第 ４ 卷 １
工 程领 域 ， 引起 国 内外 专 家 的广泛 关 注 。近年来
玄 武岩 纤维在 建筑 领域 的应用 主要体 现在 以下几
个 方 面。
维企 业 主要 有 上海 横 店 、浙 江石 金 、四川航 天 拓
衬垫 织物 ４种 预制 件 。通过 Ｖ Ｒ Ｍ 技 术制 成 复 ＡＴ
连续玄武岩纤维增强复合材料的抗弹性能研究
Ｃ Ｆ： Ｂ 密度 ２７ ／ ｍ 上 海 俄 金 玄 武 岩纤 维 ．３ｇ ｃ ，
有 限公 司 ；
乙烯 基 酯 树 脂 ： Ｚ ０ １密 度 １１ｇ ｃ ， ＡＲ ３ ０ ， ． ／ ｍ 无 锡 市阿尔 兹化 工有 限公 司 ；
式 中 为靶板 质量 ， 为靶 板 面积 。 Ｓ 比吸 能是 评价 抗 弹 性 能 的一个 重 要 指 标 ， 是靶
环氧树脂 ： 北京天德玻璃钢制品有限公司 ；
聚氨酯 ： 泰和树 脂有 限公 司 ；
酚醛树脂 ： 自制。 １ ２ 主要 仪 器、 ． 设备 液压机 ： Ｊ４ 一 型 ， Ｙ ３Ｆ ３ 湖州欣杰森液压机床厂 ； 红外光幕测速系统 ： 西安工业学院；
扫 描 电 子 显 微 镜 （ Ｅ ） ＱＵ Ｓ Ｍ ： ＡＮＴ ０ Ａ２０型 ， 美
材料靶板着弹后 的分层破坏和背面 “ 鼓包” 情况 。
由图 １ 以看 出 ， 可 随着 面密度 的增加 ， 靶板 的
从 图 ３ 以看出 ， 可 乙烯基酯树脂 ／ Ｂ Ｃ Ｆ复合材
１４ 性 能 测 试 ．
我 国 Ｃ Ｆ复合材料 的研究。Ｃ Ｆ Ｂ Ｂ 及其复合材料可 以较好地满足国防建设 、 交通运输、 建筑 、 石油化工 、 环保、 电子 、 航空 、 航天等领域结构材料的需求 ， 对国
防建 设 、 重大 工程 和产 业结 构升 级具 有重要 意 义 。
（ ） 弹试验 １抗
能是 靶板 的厚 度效 应 造 成 的 ， 在 以前 的相 关文 献 这 中 ， 未见 板厚对 抗 弹性 能影 响的分 析报 道 。 还
２ ３ 靶 板 法 线 角 ａ与抗 弹性 能之 间的关 系 ．
由表 １ 可看 出， Ｂ Ｃ Ｆ增强乙烯基酯树脂复合材
玄武岩纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响
生产的 ＰＦ６８１６ 酚醛树脂ꎬ所用玄武岩纤维为咸阳非
金属矿研究设计院有限公司矿物材料公司生产的
ＦＸ￣１５ 玄武岩棉纤维ꎬ长度为 １０９ ４ μｍ ~ ４９３ ３ μｍꎬ
直径为 ５ ５４２ μｍ ~ ６ ２３５ μｍꎮ 试验所用配方是在
树脂基盘式摩擦片配方的基础上改造而来的ꎬ原配
而不发生破坏和断裂 [５ꎬ６] ꎬ从而提高摩擦材料的耐
磨性及使用寿命ꎮ 曾经使用最广泛的石棉纤维因其
高温挥发物属致癌物质ꎬ已被国内外陆续禁止使用ꎬ
寻找石棉的替代材料从而成为摩擦材料领域的重要
课题之一ꎮ 玄武岩纤维强度高、热稳定性好、无污染
且价格低廉ꎬ虽然其吸附性差ꎬ但是可通过偶联剂改
性消除 [７] ꎬ有望成为石棉纤维的最佳替代材料ꎮ 本
复合材料ꎬ对其进行摩擦磨损性能试验ꎬ并检测硬度和抗剪强度ꎬ观察磨损表面微观形貌ꎬ探讨其磨损机制ꎮ 结果表明:向树脂
基摩擦材料中添加玄武岩纤维ꎬ具有显著提高材料的硬度、抗剪强度ꎬ降低磨损率ꎬ增大摩擦系数和热衰退温度的作用ꎮ 玄武
岩纤维增强的摩擦材料硬度越高ꎬ摩擦系数越大ꎬ剪切强度和硬度越高ꎬ磨损率越小ꎻ当玄武岩纤维含量为 １５％ 时ꎬ磨损率最
灰铸铁 ＨＴ２５０ 制成的摩擦盘为对偶ꎬ经 ＸＤ￣ＭＳＭ 型
定速式摩擦试验机( 咸阳新益摩擦密封设备有限公
图 １ 不同试样的硬度和摩擦系数
Ｆｉｇ １ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ａｌｌ ｓａｍｐｌｅｓ
分析摩擦材料的物理性能ꎬ并观察磨损表面的
复合材料科学与工程
６１
２０２０ 年第 ３ 期
玄武岩纤维对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响
连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考
。国内企业在原材料供应、生产设备制造、产品应用等方面也具备了一
定的实力。
02
连续玄武岩纤维的生产技术及 设备
连续玄武岩纤维的生产流程
ห้องสมุดไป่ตู้熔融制备
将玄武岩颗粒在高温下熔融， 形成熔融液态。
纤维冷却
使用水或其他冷却介质对连续 玄武岩纤维进行快速冷却，使 其固化。
原料准备
选用高品质的玄武岩矿石，通 过破碎、磨细等工艺，制备成 符合要求的细小颗粒。
政策支持与引导
加大资金投入
通过政府资金支持，推动连续玄武岩纤维产业的研发创新和产业 化进程。
税收优惠与政策倾斜
对连续玄武岩纤维产业给予税收优惠和政策倾斜，鼓励产业发展。
建立产业联盟
通过政府引导，建立产学研用紧密结合的连续玄武岩纤维产业联盟 ，推动产业协同创新。
市场拓展与深化
01
02
03
加强市场推广
增长趋势
中国政府对连续玄武岩纤维产业的支持力度不断加大，预计未来几年市场规模 将继续扩大。
连续玄武岩纤维市场的主要影响因素
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
技术进步
随着技术的不断进步， 连续玄武岩纤维的性能 和生产效率将得到进一 步提升，推动市场增长 。
政策支持
各国政府对连续玄武岩 纤维产业的支持力度将 直接影响市场发展，如 税收优惠、补贴等政策 将有助于推动市场增长
不断扩大。国内企业也在不断加大研发和生产力度，逐步提高产品质量
和竞争力。
02
技术水平
目前，连续玄武岩纤维生产技术已经比较成熟，国内企业在生产工艺、
设备、产品性能等方面也取得了一定的进展。但与国际先进水平相比，