连续玄武岩纤维制备关键技术研究进展
玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展_尚宝月

玄武岩纤维聚合物复合材料的研究进展_尚宝月玄武岩纤维聚合物复合材料是利用玄武岩纤维和聚合物来构成的一种新型材料。
它具有很多优异的性能,如高强度、高刚度、耐腐蚀性、耐高温性以及良好的阻燃性等,因此在航空航天、汽车制造、建筑等领域有着广泛的应用前景。
玄武岩纤维是一种天然的无机纤维,主要成分是硅酸盐矿物,具有优良的力学性能和化学稳定性。
聚合物可以提供材料的机械强度和形状稳定性。
因此,将玄武岩纤维与聚合物复合使用可以充分发挥两者的优势,实现性能的协同提升。
近年来,玄武岩纤维聚合物复合材料的研究取得了很大的进展。
首先,在复合材料的制备方法方面,研究人员采用了多种方法,如注塑、挤出、层叠和增韧等技术。
这些方法可以控制材料的成分和结构,进而调节复合材料的力学性能。
其次,在增强剂的选择方面,研究人员发现,适当的增强剂可以提高复合材料的强度和刚度。
常用的增强剂包括碳纤维、玻璃纤维和聚合物纤维等。
其中,碳纤维是一种常用的增强剂,具有高强度、低密度和优异的耐热性能,可以显著提高复合材料的力学性能。
此外,研究人员还对玄武岩纤维表面进行了改性处理,以增加与聚合物之间的相容性。
例如,通过改变玄武岩纤维表面的化学性质,可以增加其与聚合物之间的粘结力。
此外,还可以通过在玄武岩纤维表面引入功能化基团,提高其与聚合物之间的相容性。
最后,在应用方面,玄武岩纤维聚合物复合材料已经在航空航天、汽车制造和建筑等领域得到广泛应用。
例如,它可以用于制造复合材料结构件、隔热材料和防火材料等。
综上所述,玄武岩纤维聚合物复合材料的研究已经取得了很大的进展。
随着技术的进一步发展和应用需求的增加,相信玄武岩纤维聚合物复合材料将会在更多的领域得到广泛的应用。
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。
连续玄武岩纤维的研究进展及其应用

连续玄武岩纤维( C o n t i n o u s B a s a l t F i b e r , 简称 为 含量多 的话 可增强纤维 的化学稳定性 ; S i O 、 A 1 2 0 , 、 C B F ) , 是以大 自然 中火 山喷发的火 山岩 ( 辉绿岩 、 玄 T i 0 2所占比例含量增加时 , 可提高熔融体 的粘度 , 从 武岩等) 为材料 , 通过 1 4 4 0 o C ~ 1 5 0 0℃的超高温下持 而对生产玄武岩长纤维非常有利 ; C a O、 M g O所 占的 续熔融 ,再 由耐高温的铂 铑合金材料制作 的漏板拉
比例含量增加 ,则对于原料 的熔化和生产玄武岩细
制成丝 。 并且在其生产 中对周围环境无害 , 不向空气 纤维非常有利 ; 另外 , 如果想提高玄武岩纤维平时的 中排放有毒气体 , 用完以后还能降解为泥土 , 被美称 使用温度可在原材料的选取制作中引人大量的 F e O , 为新型高技术环保材料——2 l 世纪 。因其防燃烧性 ( 矿石 ) 即可 。
E q u i p me n t Ma n u f a c t u r i n g T e c h n o l o g y No . 1 1 , 2 0 1 6
连续玄武岩纤维 的研 究进展及 其应 用
李红杰 1 . . 赵世 海 1 , 2张新建 ’
( 1 . 天津工业大学机械工程学院 , 天津 3 0 0 3 8 7 ; 2 . 天津工业大学 现代机电装备技术天津市重点实验室 , 天津 3 0 0 3 8 7 )
料, 而玄武岩矿石是一种常见的基本矿石【 2 】 , 通常是 就 。然而大范围的开发研究 、 生产玄武岩纤维始于前 由火 山喷发后喷出的岩浆经过高温 、高压骤减之后 苏联 ,苏联的研究 院于 1 9 5 3 ~ 1 9 5 4年研究 出玄武岩 形成 的。从而造成岩浆中的原本存在 的不稳定 的组 纤维的生产技术 。 之后 , 前苏联的全苏玻璃钢与玻
玄武岩连续纤维生产关键技术研究及示范

一、概述玄武岩连续纤维是一种具有优异性能的新型建筑材料,具有高强度、高稳定性、耐高温等优点,被广泛应用于地下隧道支护、道路铺设、水利工程等领域。
然而,目前我国对于玄武岩连续纤维的生产技术研究相对不足,生产工艺相对滞后,难以满足市场需求。
深入研究玄武岩连续纤维生产的关键技术,并进行示范推广,具有重要的理论和实践意义。
二、玄武岩连续纤维生产的关键技术研究1.玄武岩连续纤维的原材料选择选择合适的玄武岩原材料,对于生产出优质的连续纤维至关重要。
通过对不同原材料的性能和成本进行评估和比较,确定最佳的原材料选择方案。
2.玄武岩连续纤维生产工艺研究玄武岩连续纤维的生产工艺,包括熔融纤维化、拉丝成型、固化等关键环节。
通过优化工艺参数,提高生产效率和产品质量。
3.玄武岩连续纤维的性能测试对生产出的玄武岩连续纤维进行全面的性能测试,包括拉伸强度、耐高温性能、使用寿命等关键性能指标的测试。
通过测试结果对比,优化生产工艺参数,提高产品性能。
4.玄武岩连续纤维生产设备的研发根据生产工艺的需求,研发适用的玄武岩连续纤维生产设备,包括熔融设备、拉丝机、固化设备等。
通过技术创新,提高生产设备的自动化水平和稳定性。
三、玄武岩连续纤维生产关键技术的示范1.建立示范生产线在特定的示范基地建立玄武岩连续纤维的生产线,对研究得到的关键技术进行应用和示范。
通过生产实践,验证技术研究的成果,发现并解决实际生产中的问题。
2.示范推广玄武岩连续纤维产品将示范生产出的玄武岩连续纤维产品应用于地下隧道支护、道路铺设、水利工程等领域,对产品的性能和使用效果进行评估和推广。
通过产品应用示范,树立行业标杆,引领产业发展。
3.技术示范推广通过组织技术交流、学术研讨会、展览展示等形式,向行业内外推广示范的玄武岩连续纤维生产关键技术。
鼓励企业进行技术引进和合作,推动整个产业链的升级和发展。
四、结语玄武岩连续纤维作为一种具有巨大潜力的建筑材料,其生产关键技术的研究和示范推广对于行业发展和社会经济具有重要意义。
用玄武岩矿石为原料生产连续纤维工艺的研究

连续玄武岩纤维的发展及应用前景解析

连续玄武岩纤维的发展及应用前景1.2国内发展研究现状我国自20世纪70年代起,就断断续续地开展对CBF的研究,但未获得成功。
2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。
2004年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司,进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能,开发出玄武岩纤维终端产品。
2002年,我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划,承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币,于2003年12月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。
经近两年来的技术开发,横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺,取得了以纯天然玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果,并成功实现了工业化生产。
该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术,而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。
目前,发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。
玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测: 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t,2020年为7万t~10万t。
2玄武岩纤维(CBF)的性能2.1新型环保性材料CBF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CBF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,CBF被誉为21世纪“火山岩变丝”、“点石成金”的新型环保纤维。
玄武岩纤维全电熔池窑化制备关键技术、成套装备及产业化

玄武岩纤维全电熔池窑化制备关键技术、成套装备及产业化
玄武岩纤维全电熔池窑化制备是一种新型的材料制备方法,需要一系列关键技术、成套装备和产业化过程。
1. 关键技术:
- 熔池窑化技术:玄武岩原料经过特定的工艺处理,加热到高温状态,通过电熔池窑化技术进行熔化和形成玄武岩熔体。
- 熔体成纤技术:将玄武岩熔体通过纺丝技术,将其快速拉丝成纤维状的玄武岩纤维。
- 纤维固化技术:对拉丝成纤维的玄武岩纤维进行冷却和固化处理,使其具有理想的力学性能和稳定的结构。
2. 成套装备:
- 电熔池窑化设备:用于对玄武岩原料进行熔化和形成熔体的高温设备。
- 纺丝设备:通过特定的纺丝工艺,将玄武岩熔体快速拉丝成纤维。
- 冷却和固化设备:用于对玄武岩纤维进行冷却和固化处理,使其形成稳定的纤维结构。
3. 产业化过程:
- 原料供应链:建立玄武岩原料的采购和供应链,确保原料的质量和稳定供应。
- 工艺流程优化:对整个制备过程进行流程优化,提高生产效率和产品品质。
- 市场推广与应用:开展产品的市场推广和应用,与相关行业合作,推动玄武岩纤维的应用拓展。
通过以上关键技术、成套装备的开发和产业化过程的推进,可以实现玄武岩纤维全电熔池窑化制备的大规模生产和应用。
玄武岩纤维具有优良的性能和广泛的应用领域,可以在建筑材料、防火材料、复合材料等领域得到广泛应用。
玄武岩纤维陶瓷复合材料的研究进展

玄武岩纤维陶瓷复合材料的研究进展许维伟【摘要】在土木工程领域中,玄武岩陶瓷复合材料不仅具有相对较高的强度和弹性模量外,还具有耐高温、耐腐蚀等特点,其抗酸碱、抗辐射、绝热性、隔音性能也非常的显著,这些有益的性能可以适用于各种复杂环境下,不仅如此,其性价比也很高。
但是,玄武岩纤维的制备与应用发展到今天,还有很多方面需要我们去探索,所进行的科学研究也并不够深入,产品的性能也不够稳定,不可预知的情况较多,与土木工程相关方面的研究则更少,积累的工程经验还不足,需要更多地关注。
%In the field of civil engineering, basalt ceramic composites not only have a relatively high strength and modulus of elasticity, but also have a high temperature, corrosion resistance and other characteristics. Its anti-acid, anti-radiation, ther-mal insulation, sound insulation performance is also very signifi-cant, these beneficial properties can be applied to a variety of complex environments, not only that, the cost is also very little. However, the preparation and application of basalt fiber develop-ment to today, there are many aspects that we need to explore. Research also did not go far enough, and the performance of the product is also not stable enough. There are many unforeseen cir-cumstances during researching, the relevant aspects of civil engi-neering research are even fewer, less than the accumulation of engineering experience, need our more attention.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P28-29,32)【关键词】玄武岩纤维;复合材料;现状【作者】许维伟【作者单位】安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232000【正文语种】中文【中图分类】TQ343+.4近年来,我国的航空航天事业取得了突飞猛进的发展。
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连续玄武岩纤维制备关键技术研究进展
发表时间:2018-07-20T11:08:32.077Z 来源:《基层建设》2018年第18期作者:黄洪果1 刘作磊2 彭涛3 王智靓4 [导读] 摘要:本位主要介绍了玄武岩纤维在国内外的发展情况及现状,并结合我司在玄武岩纤维生产和实验过程中遇到的实际问题展开,分析玄武岩纤维制备关键技术设备在玄武岩纤维生产过程中存在的限制条件,主要以现有窑炉热量供给、热传递、耐材侵蚀等关键技术出发,以期待在这些关键技术上能有所突破。
四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司四川省成都市 610100 摘要:本位主要介绍了玄武岩纤维在国内外的发展情况及现状,并结合我司在玄武岩纤维生产和实验过程中遇到的实际问题展开,分析玄武岩纤维制备关键技术设备在玄武岩纤维生产过程中存在的限制条件,主要以现有窑炉热量供给、热传递、耐材侵蚀等关键技术出发,以期待在这些关键技术上能有所突破。
关键词:玄武岩纤维熔炉供热系统玄武岩熔炉炉膛耐火材料 1. 引言
随着社会进步,高性能材料的需求越来越大,玄武岩纤维也正是伴随着这样的社会节奏逐步发展壮大。
玄武岩纤维的力学性能、热学性能和电学性能更是逐步被开发出来,伴随而来的是各行各业对玄武岩纤维的需求将不断增加,这也给予了玄武岩纤维行业发展的契机。
但同时玄武岩纤维的制备技术却仍较为落后,成本依然偏高,这也限制了玄武岩纤维的发展。
近年来随着玄武岩纤维在国内外越来越受到重视,玄武岩纤维生产企业也越来越多,人才和技术积累也越来越丰富,玄武岩纤维生产技术将得以突飞猛进的发展。
2. 国内外玄武岩纤维制备现状 2.1 生产现状
玄武岩纤维于1953—1954年在前苏联研发成果[1],1985年于乌克兰实验工业生产[2]。
经过数十年的发展玄武岩纤维制备工艺也发生了巨大的变化,总体来说大致分为:初期全铂坩埚拉丝,第二阶段是小池窑单漏板拉丝及第三阶段池窑多漏板拉丝工艺。
虽然连续玄武岩纤维的制备工艺与玻璃纤维拉丝工艺有诸多相似之处,但因玄武岩矿石熔点高及黑度大,使得连续玄武岩纤维的制造过程更加困难和复杂。
目前世界上仅有俄罗斯、乌克兰、美国、中国等少数国家掌握了这种连续纤维的生产工艺,可实现玄武岩连续纤维及其制品的生产[3]。
也正是由于玄武岩矿石的特性使得玄武岩熔炉与玻璃纤维熔炉有着本质的区别,为满足玄武岩矿石熔制要求,经过数十年经验总结,到目前主要形成了三类玄武岩熔炉体系:一种是以天然气作熔化供热,主要代表为俄罗斯KEV、中国四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司;第二种为全电熔窑炉,熔化热能全由电能提供,主要代表浙江石金玄武岩纤维有限公司;第三种天然气供热结合电助熔型[4]。
随着玄武岩熔制工艺的进步与之配套的漏板技术也在不断进步,目前俄罗斯玄武岩纤维生产漏板普遍使用800孔漏板,1200孔漏板已成功实现拉丝生产。
国内主流纤维生产漏板仍为400孔,多件玄武岩纤维生产企业也已成功实现800孔漏板拉丝,但因为行业保密,漏板技术仍未公开。
这也限制了玄武岩纤维行业的整体发展,笔者从事玄武岩纤维行业数年,也亲眼见证了玄武岩纤维的发展,现结合我公司关于玄武岩纤维生产工艺情况及自身经验简单阐述玄武岩纤维这几年的发展。
2.2 玄武岩生产设备的改进
当前连续玄武岩纤维采用一步法进行制备,其工艺流程如图1所示。
玄武岩化学成分、矿物组成显著区别于其他纤维原料,使得对工艺设备提出了更多新的要求。
当前已在高温炉体、拉丝漏板、耐火材料等关键技术上得到了一定的认识和突破。
图1:玄武岩纤维制备示意图从工艺流程图可知玄武岩纤维生产的主要设备是玄武岩纤维熔炉,熔炉的优劣直接影响成纤玻璃体质量,熔炉的熔化能力直接影响对应漏板规格。
反之为得到高质量的熔体和满足作业的熔化能力,熔炉各个系统的优化设计就成为了首要考虑的问题。
在玄武岩纤维熔炉系统设计中主要包括:窑炉耐材选择情况、窑炉供热系统及窑炉炉身结构,下文将是结合我公司实际经验及实验对各个系统优化所做的努力及达到的效果进行浅析。
窑炉供热系统
我司主要采用窑炉顶部天然气燃烧为玄武岩熔化提供热量,由于玄武岩矿石中Fe含量较高10%左右,使得玄武岩熔体黑度非常大,这也导致天然气燃烧产生的热量很难穿透玄武岩熔体。
也就导致了玄武岩熔体在深度方向上温差特别明显,经测熔体温将可达到30℃/cm。
由此也可以看出燃气供热熔制玄武岩熔体,只能保持较浅的液位,底层玄武岩熔体因热量不够而成为不动层,为析晶提供了条件,在熔炉出现波动时(各项工艺参数的变化),不动层被翻起造成生产异常。
2016年我公司为解决熔体温降难题,采取新思路,以天然气供热辅以电加热方式进行玄武岩熔化技改[4]。
开启电助熔前后测温点温度情况如表1,测温点窑炉纵向同一位置图2,三组热电偶均布间隔70mm,第一组热电偶位于熔体表层。
由上表可明显看出增加电助熔后熔体深度方向的温降有明显好转。
此外,国内外也有一些其他专家、学者针对玄武岩熔融作了很多工作并提出了很多独到的见解:独联体国家针对玄武岩的特点,对设计单元窑提出了专门的计算公式:Denisov G A通过对池窑设计,增大了制造纤维的产率且设备易于维护,提高设备使用率[5]。
另外,据文献报道:Gogolaze Paata等采用电极在熔体内部加热,同时采用浅层熔化法,可以有效提高玄武岩熔化效率,减少熔体上下层温差,并提高熔体的均匀性[6]。
国内专家胡显奇采用中高频(1~300KHz)感应加热熔化玄武岩[7],开创了玄武岩熔制新领域。
耐火材料情况
窑炉内部主要是由各种耐火材料构成,玄武岩熔炉耐材的选择也是窑炉设计的一个重要研究对象。
首先玄武岩熔融温度约为1500℃,那么窑炉内衬耐材的正常使用温度应不低此温度。
第二,满足供热要求,火焰炉内衬耐材不与燃料或燃烧产物发生反应,电熔炉耐材满足电阻率要求等。
图3、图4所示为某玄武岩生产厂家相同型号窑炉,相同部位,相同耐材在燃气供热和电加热条件下对耐材的侵蚀情况:
粉料由于受天然气冲刷飞扬,附着于顶砖就造成了对炉顶的侵蚀。
二颗粒原料熔炉顶砖使用寿命可到达3到5年。
现在为使粉料熔炉使用寿命得以保障,受剥蚀较严重的顶砖均采用氧化铬耐材。
也正是由于受到玄武岩熔化特性的影响,熔炉耐材的选择到目前仍没有定论,各个生产企业均根据自身特点进行耐材的选择,窑炉的使用寿命也差异巨大。
同时受到企业保密限制,各个企业均未透露各自熔炉耐材情况。
3 结论与展望
从玄武岩纤维行业发展来看,整个世界范围内的玄武岩纤维生产技术仍处于基础研发阶段,池窑大漏板技术仍是玄武岩纤维发展的大趋势,然而如上文所述,玄武岩熔化供热及池壁耐材侵蚀等问题仍是设备和技术的关键难题。
目前国内玄武岩纤维生产水平与德国、俄罗斯等国还有一定的差距,然而伴随社会对玄武岩纤维认知度的提升及需求领域的扩大,玄武岩纤维也正受到越来越多的关注,这也给了我们玄武岩纤维企业发展的一个良好契机。
作为国内首批玄武岩纤维企业,四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司,正是抓住了这样的契机,不仅注重自身对玄武岩纤维关键技术的研究突破,还联合了一大批高校、科研机构及企业对玄武岩纤维原料、生产设备、制备工艺、后制品等做了大量研究和研发工作,推动玄武岩纤维产业化和持续化发展。
参考文献
[1].石钱华.国外连续玄武岩纤维的发展及其应用[J]玻璃纤维,2003,(4):27-31.
[2].贾丽霞,蒋喜志等.玄武岩纤维及其复合材料性能研究[J]纤维复合材料,2005,19(12):13-15.
[3].齐风杰,李锦文,李传校等.连续玄武岩纤维研究综述[J]高科技纤维与应用,2006,31(2):42-46.
[4].邓小军,喻克洪等.专利:玄武岩电助熔窑炉温度控制系统与方法,CN106643194A.
[5].Denisov G A,Gurev V V,Neproshin E I,et al.Unit for production of mineral low-melting melts of super-thin basaltfiber[P].RU Pat,2217392.2003
[6].Gogoladze Paata,Chagelishvili Vazha.Metod for obtaining fiber from mineral raw[P].US Pat,2005103058.2005
[7].胡显奇,盛钢.矿石熔融的感应加热法及装置[P].CN Pat,1513782.2004
[8]黄洪果.玄武岩粉料拉丝技术[J].工业b,2016(3):00159-00159
作者简介:姓名:黄洪果、刘作磊、彭涛、王智靓,项目代号:17ZDYF2620。