最新玄武岩纤维和玻璃纤维的比较教案资料

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认识玻璃纤维教案中班

认识玻璃纤维教案中班

认识玻璃纤维教案中班一、教学目标1. 知识目标:让学生了解玻璃纤维的基本知识,包括材料特性、制作工艺、用途等方面的内容。

2. 能力目标:培养学生的观察、分析和解决问题的能力,提高学生的动手能力和创新意识。

3. 情感目标:激发学生对新材料的兴趣,培养学生的勇于探索和实践的精神。

二、教学重点与难点1. 教学重点:玻璃纤维的基本知识和用途。

2. 教学难点:如何生动形象地向学生介绍玻璃纤维的特性和制作工艺。

三、教学准备1. 教师准备:准备相关的教学资料和实物样品,提前了解玻璃纤维的知识和制作工艺。

2. 学生准备:学生需要做好课前预习,了解一些关于玻璃纤维的基本知识。

四、教学过程1. 导入新课教师可以通过介绍一些玻璃纤维的应用场景,如航空航天、建筑材料、汽车制造等,引起学生的兴趣,激发他们对玻璃纤维的好奇心。

2. 讲解玻璃纤维的基本知识通过图片、实物样品等形式,向学生介绍玻璃纤维的特性,如高强度、耐腐蚀、耐高温等,让学生了解玻璃纤维的优点和用途。

3. 实验操作教师可以设计一些简单的实验,让学生亲自动手制作玻璃纤维制品,如玻璃纤维布、玻璃纤维管等,让学生亲身体验玻璃纤维的制作工艺,增强他们的动手能力和创新意识。

4. 总结归纳通过让学生观察、分析实验结果,引导他们总结玻璃纤维的特性和制作工艺,加深对玻璃纤维的理解和认识。

五、课堂小结通过本节课的学习,学生对玻璃纤维有了初步的了解,对其特性和用途有了一定的认识,培养了学生的观察、分析和解决问题的能力,提高了他们的动手能力和创新意识。

六、课后作业让学生通过查阅资料、观察实物等方式,进一步了解玻璃纤维的应用领域和发展前景,写一份关于玻璃纤维的小结报告,加深对玻璃纤维的理解和认识。

七、板书设计玻璃纤维的特性1. 高强度2. 耐腐蚀3. 耐高温4. 轻质5. 用途广泛八、教学反思本节课通过介绍玻璃纤维的基本知识和制作工艺,让学生了解了一种新型材料的特性和用途,培养了学生的观察、分析和解决问题的能力,提高了他们的动手能力和创新意识。

玄武岩纤维与玻璃纤维的比较

玄武岩纤维与玻璃纤维的比较

玄武岩纤维与玻璃纤维的比较玄武岩是一种在全世界大多数国家中都能够找到的火山岩。

在很长时间内,玄武岩被用于浇铸工艺,制作建筑用的砖和板。

在工业用途中,用作钢管内衬的浇铸玄武岩显示了极好的耐磨性。

另外,玄武岩被磨碎之后,还可用作混凝土的集料。

玄武岩纤维与玻璃纤维的相似点与不同点图1 玄武岩纤维布玄武岩纤维采用与玻璃纤维相似的连续工艺制造。

首先将玄武岩石破碎,经洗清后投人熔窑。

此步工序比玻璃纤维简单,因为玄武岩纤维的组成不如玻璃纤维复杂。

玻璃一般由50%的硅砂与硼、铝氧化物等几种其他矿物制成。

这些原料必须在进人熔窑之前分别称量配料。

与玻璃不一样,玄武岩纤维没有其他原料,只需单一投料。

另一方面,对玄武岩原料纯度和稳定性的直接控制也少。

虽然玄武岩和玻璃都是硅酸盐,但熔融玻璃冷却后形成非晶态固体,而玄武岩则具有晶体结构,其结构随各地理区域熔岩流动的具体条件而异。

图2 玻璃纤维布经破碎的玄武岩进人熔窑后在1500℃下熔化(玻璃的熔点为140090-160090 )。

与透明的玻璃不同,不透明的玄武岩不是传输而是吸收红外能。

因此,使用传统玻璃熔窑那样的上方燃烧器来均匀加热玄武岩原料就更困难。

使用上方燃烧器,玄武岩熔体就必须在贮液槽内停留较长时间(几个小时)来达到均匀温度。

因此,玄武岩纤维厂商采用了几种方法来促进均匀加热,包括浸没式电极。

但Technobasalt公司的销售经理称,因质量原因,他的公司宁愿用气熔而不是用电熔,尽管气熔成本高。

最后,该公司采取了两极加热方案,分区采用不同的加热系统。

因为,只有料道部分才需要高精度的温度控制,故在前段加热区可使用更简单的控制系统。

与玻璃纤维一样,玄武岩纤维用铂锗漏板成形。

纤维冷却时施加浸润剂,然后被拉丝机卷绕。

图3 玄武岩纤维纱由于玄武岩纤维的磨损力比玻璃纤维更强,昂贵的漏板需要频繁的重新加工。

漏板磨损时,圆形漏孔受到不均匀的磨损,对工艺控制造成影响。

如果不及时维修,非圆形的漏孔就会形成直径不一的单丝,使生产的无捻粗纱断裂强度不可预测。

玄武岩纤维

玄武岩纤维

玄武岩纤维调研资料一、玄武岩化学成分众所周知,地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成。

玄武岩属于火成岩中一种。

火成岩是地下岩浆喷出在地表冷凝后形成岩石。

火成岩中含SiO2大于65%为酸性岩,如花岗石,含SiO2小于52%称为基性岩,如玄武岩。

在两者之间为中性岩,如安山岩。

玄武岩成分中SiO2含量在44%-52%之间者居多,Al2O3含量在12%-18%之间,FeO和Fe2O3含量在9%-14%之间。

玄武岩属于难熔矿物原料,熔化温度在1500℃之上。

含铁量高,使纤维呈古铜色,其中含有K2O, MgO和TiO2等成分,对提高纤维防水,耐腐蚀性能起了重要作用。

玄武岩矿石属火山岩浆矿石,它具有天然化学稳定性,玄武岩矿石是富集、熔融和质量均匀单组元原料。

及玻璃纤维生产不同,玄武岩纤维生产原料是天然且现成。

近年来,为筛选适宜于生产连续玄武岩纤维原料矿石进行过大量研究工作,尤其是为了生产设定特性(如机械强度、化学和热稳定性、电绝缘性等)玄武岩纤维,必须采用特定要求矿石化学组成和纤维成形性能。

例如:生产连续玄武岩纤维所采用矿石化学组成范围如表1所示。

大自然已经提供了构成玄武岩矿石主要能耗,在自然条件下,玄武岩矿石经过富集、化学组份均质化并在地球深部进行熔化等过程。

甚至大自然都考虑到将玄武岩矿石以山岭形式推列地球表面供人类利用,按统计数据约有1/3山脉是由玄武岩构成。

根据已掌握玄武岩矿石化学组成分析数据说明,玄武岩原料几乎遍布全国,价格为20元/吨,原料在玄武岩纤维生产成本中可以不计成本。

在中国很多省份都有适合于连续玄武岩纤维生产矿址,例如:四川、云南、黑龙江、浙江、湖北、海南岛、台湾等省,其中某些省矿石已经在工业试验装置上生产出连续玄武岩纤维。

中国玄武岩矿石及欧洲矿石不同,从地质角度考虑,中国玄武岩矿石比较“年青”,它们不具备很鲜明特征表现,即所谓原化矿石疤痕,通过对中国各省如四川、黑龙江、云南、浙江、湖北,长江中下游、海南等地区玄武岩矿石研究说明,在这些玄武岩矿石中不存在原化岩石,在表面上仅有一些典型黄色铁氧化物薄层。

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

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
88
TDC、PPD 单体
NMP、CaCl 溶剂
聚合
凝固、萃取、干燥
溶剂回收
H2SO4
溶解
H2O
纺丝
H2O/H2SO4
短纤维 水洗
洗涤、中和、干燥 卷绕
浆粕 切断
卷曲 上油
H2O
悬浮
原纤化
干燥
脱水
切断
H2O
干燥
打包
打包
图 3 芳纶纤维工艺流程图
加水清洗 喷灯引火预热
原料 坩埚 拉丝
晒干 点火加热 1 100 ℃~1 300 ℃
山西科技
SHANXI SCIENCE AND TECHNOLOGY
2014 年 第 29 卷 第 1 期
文章编号:1004-6429(2014)01-0087-04
收稿日期:2013-06-28
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
(太原钢铁(集团)有限公司新材料事业管理部,山西太原,030003)
玻璃纤维是一种纤维状的玻璃材料,是由玻璃球或废旧玻 璃经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造而成的。玻璃纤维具 有强度高、不燃、耐腐蚀、隔热、隔音、电绝缘性好、比有机纤维耐 温高、吸水少等优点,但玻璃纤维性脆、耐磨性较差。玻璃纤维按 照成分不同主要分为:无碱(E)玻璃纤维(氧化钠 0~2%)、中碱 (C)玻璃纤维(氧化钠 8%~12%)、高碱(A)玻璃纤维(氧化钠 13% 以上)、特种玻璃纤维(例如高强(S)玻璃纤维)等。玻璃纤维的主 要成分有二氧化硅(45%~60%)、氧化铝(12%~19%),其余为氧化 钙、氧化钠、氧化铁和二氧化钛等,成分类似于玻璃纤维。 1.2 连续玄武岩纤维与其他纤维的生产工艺对比

玄武岩各种物理性能对比

玄武岩各种物理性能对比
5.9
5403
8.3
SMA-13沥青玛蹄脂碎石沥青混合料(玄武岩纤维掺量为沥青混合料的0.4%)
5.6
6441
5.5
纤维材料的力学性能对比
性能
玄武岩纤维
聚丙烯纤
S玻纤
芳纶
碳纤维
抗拉强度(MPa)
3800~4800
410-800
4020~4650
2900~3400
2500~6000
弹性模量(GPa)
95~110
4.2~6.0
88~91
70~140
230~600
断裂伸长率(%)
2.5~3.5
4.7
4.5~5.5
2.8~3.6
检测项目
AC-16玄武岩纤维沥青混合料
AC-16普通沥青混合料
规范要求
毛体积密度(g/cm3)
2.419
2.406
/
最佳油石比(%)
4.9
4.8
/
稳定度(kN)
19.2
14.0
≥8
流值(mm)
3.1
3.5
2-4
60℃动稳定度(次/mm)
2310
1210
≥800
冻融劈裂试验的残留强度比TSR (%)
81.7
1.5~2.0
玄武岩纤维与E玻纤的化学稳定性对比
介质种类
在各种介质中煮沸3小时后的质量损失(%)
玄武岩纤维
E-玻璃纤维
H2O(水)
1.6
6.2
2N NaOH(碱)
2.8
6.0
2N HCL(酸)
2.2
38.9
纤维材料的物理性能对比
性能
玄武岩纤维

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较

玄武岩纤维和玻璃纤维的比较在全球的大部分国家中都可以找到坚硬而致密的火山岩。

玄武岩作为一种火成岩,它是从熔融状态下演变而成。

玄武岩通过浇铸工艺制成瓦及板用于建筑市场已有多年历史。

此外,在工业用途方面浇铸的玄武岩钢管内衬也有很高的耐磨性。

玄武岩在粉碎状态下还可以用作混凝土的集料。

后来,采用天然耐火玄武岩挤出的连续纤维,在几乎所有的用途方面都可以用来替代石棉纤维。

近十年,玄武岩纤维已成为增强复合材料的竞争性材料。

这一姗姗来迟的产品的支持者声称他们产品的性能与S-2玻璃相似,其价格则介于S-2玻璃和E玻璃之间,甚至有可能成为碳纤维的较为便宜的替代品。

法国的Paul Dhe是第一个有从玄武岩挤出纤维的想法的人。

他在1923年申请了一项美国专利。

大约在1960年,美国和前苏联都开始研究玄武岩的用途,尤其是在军事硬件如火箭上的用途。

在美国西北部,集中了大量的玄武岩层。

华盛顿州立大学的R.V.Subramanian对玄武岩的代学成份、挤出条件和玄武岩纤维的理化特性进行了研究。

欧文斯科宁(OC)公司和其他几家玻璃公司都进行了一些独立研究项目,并取得了一些美国专利。

大约在1970年前后,美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究,将战略重心定于其核心产品,研发出了包括OC公司的S-2玻纤在内的许多更好的玻璃纤维。

与此同时,东欧方面的研究工作仍在继续,自上世纪50年代在莫斯科、布拉格和其他地区从事这方面研究工作的独立机构被前苏联国防部收归国有,集中于前苏联乌克兰的基辅附近的研究院和工厂进行研制。

1991年苏联解体后,苏联的研究成果被解密,开始用于民用产品。

今天,玄武岩纤维的研究、生产和大部分市场化的努力都是基于那些曾与苏维埃集团结盟的国家的研究成果。

目前生产和销售玄武岩的公司有:Kamenny Vek公司(俄罗斯)、Technobasalt公司(乌克兰)、横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司(简称GBF)和玻璃钢及纤维研究院(乌克兰)。

玄武岩纤维应用PPT课件

玄武岩纤维应用PPT课件

4、剪切强度
复合筋的剪切强度较低,是极限抗拉强度的26% 左右。所以施工中的复合筋材可用普通的手锯在垂直 方向锯开,施工很方便。
5、耐腐蚀、不生锈
复合筋不生锈、耐腐蚀,尤其具有极高的耐酸性 和耐盐性。对水泥砂浆中的盐分浓度及盐分或二氧化碳的 浸透和扩散等具有较高的容许度;可以在苛刻环境下或超 低温下使用。
(4)绿色环保性
由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化 物等有害气体排出,使玄武岩纤维的制造过程对环 境无害,克服了传统材料在生产、使用和废弃过程 中需消耗大量的能量和造成环境污染等缺点,而且 玄武岩纤维能自动降解为土壤的母质,可连续和循 环利用。
(5)耐水性
玄武岩纤维吸湿率极低,只有0.2%~0.3%,而 且其吸湿能力不随时间变化而变化
装中也更加方便。
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/25
2、抗拉强度和抗拉弹性模量
复合筋的强度均在800 Mpa以上,弹性模量在40-45 Gpa左右,是铜筋的36%。
3、抗压强度和抗压弹性模量
一般复合筋的抗压弹性模量是抗拉弹性模量的 77%左右,柱体采用螺旋形连续箍筋有利于提高抗压强度。
工程应用结果表明:采用特定的树脂和玄武岩纤 维制成的复合筋,承受碱性环境的性能也非常良好,在地 下可使用50年。使用温度较广,在-270℃-700℃之间均可 使用。
水泥基复合材料
玄武岩纤维短切纱是增强混凝土的最佳材料。玄武岩 纤维具有优良的耐化学性,特别是耐碱性的优点,是代 替聚丙烯、聚丙烯腈用于增强混凝土的优良材料;也是 替代聚酯纤维、木质素纤维等用于沥青混凝土极具竞争 力的产品,可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗 裂性和抗疲劳性等。
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试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用

试谈玄武岩纤维在建筑材料领域的应用玄武岩是一种火成岩,主要由斜长石、角闪石和辉石等矿物质组成。

在建筑材料领域,玄武岩纤维的应用越来越受到关注。

玄武岩纤维具有高强度、耐高温、耐腐蚀、阻燃等优良性能,因此在建筑材料领域中有着广泛的应用前景。

本文将从玄武岩纤维的特性、在建筑材料中的应用以及发展趋势等方面展开探讨。

一、玄武岩纤维的特性1. 高强度:玄武岩纤维的拉伸强度和模量都非常高,比普通的玻璃纤维和碳纤维更为优异。

因此在应用时可以大幅度提高材料的强度和耐久性。

2. 耐高温:玄武岩纤维可以在高温环境下长时间工作,温度范围一般在1000℃以上,因此可以应用于高温环境下的建筑材料中。

3. 耐腐蚀:玄武岩纤维对于酸碱腐蚀有较好的耐受性,适用于长期暴露在恶劣环境下的建筑材料中。

4. 阻燃:玄武岩纤维本身是一种无机材料,具有良好的阻燃性能,可以大大提升材料的耐火性能。

二、玄武岩纤维在建筑材料中的应用1. 加固材料:玄武岩纤维可以用于加固混凝土和砂浆,提高材料的韧性和抗拉强度,使其更加耐久耐用。

2. 隔热材料:玄武岩纤维可以制成各种保温材料,应用于建筑外墙隔热系统中,具有良好的隔热效果和防火性能。

3. 防腐蚀材料:玄武岩纤维可以应用于化工厂、污水处理厂等腐蚀性环境下的建筑材料,提高材料的耐腐蚀性能。

4. 防火材料:玄武岩纤维可以制成各种防火材料,应用于建筑内外墙、顶棚、隔断等部位,提高建筑的整体防火等级。

三、玄武岩纤维在建筑材料领域的发展趋势1. 多样化应用:随着技术的不断进步,玄武岩纤维的应用领域将会更加多样化,不仅局限于传统的建筑材料,还可以应用于一些特殊的建筑材料,如地下室防水、隧道内壁材料等。

2. 环保性能:随着人们对环保材料的需求不断增加,玄武岩纤维的环保性能将成为其发展的重要方向,研发出更加环保的玄武岩纤维材料,满足市场的需求。

3. 耐久性能:玄武岩纤维材料的耐久性能将得到更多关注,通过提高材料的耐候性能和耐久性能,使其更加适用于各种恶劣环境下的建筑材料。

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玄武岩纤维和玻璃纤维的比较在全球的大部分国家中都可以找到坚硬而致密的火山岩。

玄武岩作为一种火成岩,它是从熔融状态下演变而成。

玄武岩通过浇铸工艺制成瓦及板用于建筑市场已有多年历史。

此外,在工业用途方面浇铸的玄武岩钢管内衬也有很高的耐磨性。

玄武岩在粉碎状态下还可以用作混凝土的集料。

后来,采用天然耐火玄武岩挤出的连续纤维,在几乎所有的用途方面都可以用来替代石棉纤维。

近十年,玄武岩纤维已成为增强复合材料的竞争性材料。

这一姗姗来迟的产品的支持者声称他们产品的性能与S-2玻璃相似,其价格则介于S-2玻璃和E玻璃之间,甚至有可能成为碳纤维的较为便宜的替代品。

法国的Paul Dhe是第一个有从玄武岩挤出纤维的想法的人。

他在1923年申请了一项美国专利。

大约在1960年,美国和前苏联都开始研究玄武岩的用途,尤其是在军事硬件如火箭上的用途。

在美国西北部,集中了大量的玄武岩层。

华盛顿州立大学的R.V.Subramanian对玄武岩的代学成份、挤出条件和玄武岩纤维的理化特性进行了研究。

欧文斯科宁(OC)公司和其他几家玻璃公司都进行了一些独立研究项目,并取得了一些美国专利。

大约在1970年前后,美国玻璃公司放弃了玄武岩纤维的研究,将战略重心定于其核心产品,研发出了包括OC公司的S-2玻纤在内的许多更好的玻璃纤维。

与此同时,东欧方面的研究工作仍在继续,自上世纪50年代在莫斯科、布拉格和其他地区从事这方面研究工作的独立机构被前苏联国防部收归国有,集中于前苏联乌克兰的基辅附近的研究院和工厂进行研制。

1991年苏联解体后,苏联的研究成果被解密,开始用于民用产品。

今天,玄武岩纤维的研究、生产和大部分市场化的努力都是基于那些曾与苏维埃集团结盟的国家的研究成果。

目前生产和销售玄武岩的公司有:Kamenny Vek公司(俄罗斯)、Technobasalt公司(乌克兰)、横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司(简称GBF)和玻璃钢及纤维研究院(乌克兰)。

Basaltex公司是比利时Masureel Holding公司的子公司,它和美国Sudaglass Fiber Technology公司分别向欧洲和北美市场提供织造和非织造玄武岩纤维增强材料。

玄武岩纤维是采用在许多方面类似于玻纤拉丝的连续方法制造而成。

首先需要将开采出的玄武岩进行粉碎处理和洗涤,然后装入与投料机相连的料仓内,由投料机将原料投入到用天然气加热的窑炉的熔化部。

实际上这一过程比生产玻璃纤维要简单,因为玄武岩的成份更不复杂。

一般玻璃成份中除50% SiO2外,其他成份还包括氧化硼、氧化铝和/或其他几种材料。

这些材料在进入窑炉之前必须分别投入称量系统。

不同于玻璃,玄武岩纤维不含第二种原料。

生产过程只需要一条单独的投料线将粉碎的玄武岩送入熔窑。

换言之,玄武岩纤维制造商对玄武岩原料的纯度和稳定性的直接控制工作更少。

虽然玄武岩和玻璃都是硅酸盐,但熔融玻璃冷却后形成非晶状固体,而玄武岩具有晶体结构。

玄武岩含有三种硅酸盐矿物质:斜长石、辉石和橄榄石。

斜长石为一些由硅酸钠和硅酸钙组成的三晶长石。

辉石为含有镁、铁、钙三种金属氧化物中任意两种氧化物的晶体硅酸盐。

橄榄石是含有硅酸镁和硅酸铁的硅酸盐。

这种成份变异意味着构成玄武岩的矿物水平和化学组成可以因地域关系存在很大差别。

甚至于岩浆在接近地表时的冷却速率也会影响到晶体结构。

Basaltex公司负责研发的人士指出,尽管能够从世界各地的矿井或露天进行开采,实际上全球只有几十个地区的玄武岩经过分析适合于制造连续细纤维。

Technobasalt公司负责销售的人士认为,乌克兰地区的玄武岩成份非常适合于制造连续细纤维。

Kamenny Vek公司所用的玄武岩原料都取自乌克兰西部。

该公司在俄罗斯有一座备用矿,其玄武岩化学成份虽然接近主要原料开采源,公司仍然倾向于使用同一来源开采的原料。

将粉碎后的玄武岩送入窑炉后,在1500℃的温度下形成液态(玻璃熔点为1400~1600℃)。

与透明的玻璃不同,不透明的玄武岩不传输红外能量只是吸收能量。

因此很难利用普通玻璃窑上部的气体燃烧器对整个玄武岩混料进行均匀加热。

在上部气体燃烧器的作用下,熔化的玄武岩必须置于池内若干小时,确保均匀的温度分布。

为了对原料进行均匀加热,生产厂商采用了多种方法,包括在池内放置电极。

比起使用电加热,Technobasalt公司更倾向使用燃气加热,这是出于对质量的考虑,尽管这样做增加了制造成本。

该公司采用了两步加热法,在分开的区段分别安装了加热控制系统。

他们认为只有在窑炉出料区靠近拉丝漏板的位置需要安装很精确的温度控制系统,在初始加热区可以使用相对简单的控制系统。

和玻璃纤维一样,玄武岩纤维也是用铂铑合金漏板拉制而成。

在纤维冷却时涂覆浸润剂,纤维送入拉丝设备和卷绕设备,然后绕在纱筒上。

由于玄武岩纤维比玻璃纤维更有磨损性,昂贵的漏板需要经常整修。

随着漏板的磨损,漏板上的圆孔变得不均匀,影响了工艺控制。

如不进行定期维修,不圆的孔径会导致纤维直径不在正常范围之内,生产出的无捻粗纱也无法预测它的断裂荷载。

玻璃纤维漏板在使用6个月或更长时间后需要进行重新加工,而过去用于拉制玄武岩纤维的漏板的使用期限只有3~5个月,但Kamenny Vek公司经过工艺控制方面的改进已经使漏板的寿命延长到了6个月。

总之,由于在加工和维修方面存在上述差异使玄武岩纤维的生产成本超过了E玻璃纤维,但是玄武岩纤维的支持者称它在复合材料用途中明显优于E 玻璃纤维。

玄武岩短切毡、无捻粗纱和单向织物比同类型的E玻纤产品有着更高的断裂载荷和更高的杨氏模量(材料的刚性参数)。

比利时Leuven大学复合材料系专门从事玄武岩纤维和E玻纤研究的Ignaas Verpost教授进行了一项试验。

用环氧树脂浸渍E玻纤和玄武岩无捻粗纱后,缠绕在一芯轴上,然后压实层合材料直至其完全固化,分别切下135㎜×15㎜的试样测量厚度。

然后对试样进行三点弯曲试验(ISO 178)和ILSS试验(ISO14130)来测强度和刚性。

试验结果显示,虽然每块试样中的纤维含量均为40%,但玄武岩环氧试样的强度比E玻纤环氧试样高13.7%,刚性高17.5%,而玄武岩试样比E玻纤试样重3.6%。

此外,玄武岩纤维天然耐受紫外线和高能量电磁辐射,在低温下仍能保持真性能,具有更好的耐酸性。

据报道,玄武岩纤维在安全操作和空气质量方面没有问题。

Technobasalt公司人士称,由于玄武岩是火山活动的产物,其成纤过程比玻纤对环境的影响更小,在成纤过程中可能释放的“温室”气体在几百万年前岩浆喷发时就已释放出来。

玄武岩属于百分之百的惰性物质,与空气与水不发生毒性反应,为不燃和防爆物质。

在将玄武岩纤维转换成有用的增强材料时,生产厂商总会面临新的挑战。

例如,Basaltex公司以前就曾发现直接从织布机织出的玄武岩织物在加工时脆而易损,强烈弯折时会使纤维断裂,对皮肤还有刺激作用。

为了使产品更稳定,Basaltex公司研发了一种有利于产品后道加工的专有硅烷浸润剂技术。

这种纤维涂层加热后不发毒烟,也不会降低纤维的阻燃性能。

该公司称,在初始阶段造成织物性能低劣的明显原因是在成纤过程中造成了纤维的损坏。

今天,采用浸润剂技术和精良的生产工艺已经使纤维损坏降低到最低程度,制造出很有强度的玄武岩纤维,编织和机织时不会影响性能。

虽然目前玄武岩纤维尚未得到广泛使用,它已逐渐进入消费者手中,它的价位处于S玻璃(5~7美元/磅)和E玻璃(0.75~1.25美元/磅)之间,但却有着与S 玻璃相似的性能。

由于它的高熔点,它最常用在防火领域。

Basaltex公司进行了一些防火试验。

试验时,将玄武岩织物置于Bunsen燃烧器的前端,使黄色的火焰直接接触到织物,黄色火焰的温度为1100℃~1200℃,使织物像金属织物那样变得红热。

即使延长暴露在火焰中的时间,玄武岩纤维仍能保留其完整性,但是如果把同样密度的E玻纤织物放在火焰前端,只需几秒钟就会烧穿。

由于玄武岩的阻燃性,使其成为摩擦材料中石棉的替代品,如制造复合材料刹车垫。

由于它在高温下不会软化,不会因软化而沉积在刹车系统匹配件(盘式制动器或制动鼓)上。

玄武岩也用于增强其他普通复合材料结构件。

因为玄武岩容易被浸湿,适合于快速树脂浸渍和树脂传递模塑。

Technobasalt公司称,所有用玻璃纤维制造的产品都可以用玄武岩纤维制造。

Kamenny Vek公司现有几家使用它的标准增强材料产品的用户,其中之一是芬兰玻纤制造商奥斯龙公司,该公司现正在提供用于风力涡轮机叶片层合材料的双轴向玄武岩织物。

风轮机叶片业务受材料刚性左右,玄武岩纤维的模量和拉伸强度分别比E玻纤高15%和25%,因而成为风轮机叶片某些部位的理想材料。

工程设计人员采用计算机系统计算不同材料和施加浸润剂带来的优缺点,并对产品原型进行一系列试验。

由Kamenny Vek公司供应的织物制成的风力机叶片有望在今年末通过德国劳氏认证。

OEMs(贴牌生产厂商们)也正在着手了解用作消费品的玄武岩纤维产品的情况。

专门销售摄影三脚架和云台的法国Gitzo公司最近推出了它的玄武岩三脚架和独脚架。

公司提供多种型号来满足所有摄影者的需求。

该公司先是用碳纤维生产复合材料制件,现在则利用公司现有的纤维增强管制造技术经验来制造玄武岩复合材料制品,因为玄武岩增强复合材料强度高,成本却比碳纤维低。

玄武岩三脚架腿比铝制三脚架腿大约轻20%,而且具有更好的减震效果。

美国Lib Fechnologies公司目前销售两种不同型号的滑雪板,在这两种型号中加入的是玄武岩纤维而非在其他型号中通常使用的玻璃纤维。

Mervin Manufacturing公司制造玄武岩增强滑雪板,在其拥有专利权的滑雪板木芯的每一侧都有玄武岩衬里,使滑雪板刚性更好,重量更轻。

该公司还在其生产的Quik Sliver牌滑雪板中使用了Basaltex公司的玄武岩产品。

该款滑雪板曾出现在2005年JEC展览会Basaltex摊位上。

在汽车工业方面,美国Azdel公司(GE和PPG的50/50合资公司)开发了一种商名为Volcalite的热成型热塑性复合材料,该热塑性复合材料含有聚丙烯和长的短切玄武岩纤维。

该公司称玄武岩聚丙烯系统吸声性好、热膨胀系数低、强度重量比高、延展性好。

在制造汽车顶蓬内衬时能够比使用普通材料薄出50%。

在英美都设有公司的Tehnical Fiber Products公司使用短切玄武岩纤维制造薄毡。

该公司正在用这种薄毡试生产层合的和热成型的汽车部件。

佳斯迈威欧洲公司也在生产湿法玄武岩薄毡。

在基础设施领域玄武岩纤维也日益成为竞争性材料。

美国Sudaglass公司虽然自己不再生产纤维,但是却在生产几种含玄武岩纤维的制品,如混凝土加强筋。

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