玄武岩纤维
玄武岩纤维
玄武岩纤维***（***大学，**学院，**）摘要玄武岩纤维相对于其它纤维,在许多方面具有更优越的特性。
本文介绍了玄武岩纤维的主要性能、纤维制品及应用领域，并对其发展前景给出了建议。
关键词玄武岩纤维；性能；纱线；织物；应用前言近几年来,随着石油、钢材等不可再生资源的加速消耗，使得资源开发变得愈加紧张，按照当今的开采及耗损量，据保守估计，石油及钢材只能维持30～50年。
因此，开发可替代钢材的材料显得尤为重要。
在50年代末，就有人提出以石代钢的想法，自70年代，玄武岩纤维的成功研发，使得这一想法得以实现。
玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成[1]。
玄武岩石料在高温熔融后，通过漏板快速拉制而成的。
玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能。
此外，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。
我国已把玄武岩纤维列为我国重点发展的四大纤维之一，在我国基本上实现了工业化生产。
玄武岩连续纤维已在纤维增强复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤材料以及防护,航空航天领域等多个方面得到了广泛的应用[2-3]。
玄武岩属于火山喷出岩,是地球上存在和分布最广的矿物之一。
用它生产的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酸碱性,使其得到广泛的应用。
用它制作的管道可用来输送各种浸蚀性液体、气体和散装材料以及构建排污系统等。
从上世纪60年代开始,前苏联对它进行了大量的研究,并于1985年在乌克兰建成第一个工业化生产炉,产品主要应用于军工行业,如今已达到700t/a的规模。
Owens Corning公司从1972~1975年,对其进行了研究,但并未达到工业化生产。
玄武岩纤维化学成分
玄武岩纤维化学成分嘿，朋友们！今天咱来聊聊玄武岩纤维的化学成分，这可真是个有趣的玩意儿呢！你说玄武岩纤维，它就像是大自然给我们的一份特别礼物。
那它的化学成分到底是啥呢？就好像我们人有各种性格特点一样，玄武岩纤维也有它独特的“化学性格”。
玄武岩纤维主要是由二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等成分组成。
这就好比是一个团队里的不同成员，各自发挥着重要的作用。
二氧化硅就像是团队里的老大，占了很大的比重，它让纤维有了良好的稳定性和耐久性。
氧化铝呢，就像是个聪明的军师，给纤维增添了一些特别的性能。
氧化铁就像个勇敢的战士，给纤维带来了一定的颜色和强度。
你想想看，要是没有这些化学成分的完美组合，哪来玄武岩纤维这么厉害的材料呀！这就好像做菜一样，各种调料搭配好了，才能做出美味的菜肴。
玄武岩纤维的这些化学成分让它具有了很多优秀的特性。
它强度高啊，就像个大力士，能承受很大的力量。
它还耐腐蚀，不管是风吹雨打还是酸碱侵蚀，它都能稳稳地在那。
这不就像是一个坚强的战士，不管遇到什么困难都能挺过去吗？而且啊，玄武岩纤维还很环保呢！它是从天然的玄武岩中提炼出来的，不像有些材料会对环境造成很大的污染。
这多好呀，既好用又环保，简直是两全其美！咱再说说它的用途，那可真是广泛得很呐！在建筑领域，它可以用来加固建筑物，让房子更结实。
在交通领域，它可以用来制造汽车零部件，让车子更安全。
在航空航天领域，它也能大显身手呢！这就好像是一个全能选手，哪里需要它，它就出现在哪里。
哎呀呀，说了这么多，你是不是对玄武岩纤维的化学成分有了更深刻的认识呢？是不是觉得它真的很了不起呀？反正我是这么觉得的！这玄武岩纤维的化学成分就是它的秘密武器，让它在各种领域都能发光发热。
所以啊，可别小瞧了这些化学成分，它们可是有着大作用呢！这就是玄武岩纤维，神奇又有趣，你难道不喜欢吗？。
玄武岩纤维
2.65~3.05 1.44 1.78 3000~3500 2578~3034 2500~3500 79.3~93.1 124~131 230~240 3.2 2.3 1.2
最高使 用温度 /℃
650 250 500
玄武岩的发展
（1）玄武岩连续纤维作为一种新型绿 色环保材料出现在20世纪60年代初. （2）从70年代起，美国和德国的科学 家先后对玄武岩纤维的制备进行了大 量的研究。
玄武岩纤维的概念
玄武岩纤维,是以纯 天然火山岩为原料在 1450℃～1500℃熔融 后，通过铂铑合金拉 丝漏板高速拉制而成 的连续纤维。类似于 玻璃纤维,其性能介于 高强度S玻璃纤维和无 碱E玻璃纤维之间。
玄武岩纤维的组成与结构
玄武岩纤维的密度在2.6-3.05g/cm3 之间，主 要组分如表格所示
玄武岩纤维主要组分含量
组分 SiO₂ Al2O3 CaO FeO MgO Na2O Fe2O3 K2O TiO2 P2O5
含量
51.4
14.83
10.26
8.47
5.92
2.42
1.73
1.20
0.84
0.32
化学成 分 最低 最高 SiO₂ Al2O3 FeO CaO Fe2O3 5 15 6 12 MgO TiO2 Na2o k 2o 2.5 6.0 其他混 合物 2.0 3.5
45 60
120
生产工艺步骤
原料制备 粉碎
池窑内高温熔融
铂合金
漏板成形
拉丝
侵润剂
退解工艺
加工成纤
玄武岩纤维 凯拉夫49 碳纤维
玄武岩纤维成分
玄武岩纤维成分
玄武岩是一种比较常见的火山岩，主要成分是硅酸盐和氧化物。
玄武岩纤维是一种相对较新的材料，由于其优异的性能和广泛的应用前景而备受关注。
本文将围绕“玄武岩纤维成分”来进行分步骤的阐述。
第一步：玄武岩纤维的来源
玄武岩纤维主要来源于火山岩，因此在世界上火山活动比较频繁的地区，如夏威夷、冰岛等地，玄武岩纤维的供应相对充足。
同时，由于其便于加工和改性等优点，玄武岩纤维也可以通过添加剂等方式进行人工合成。
第二步：玄武岩纤维的化学成分
玄武岩纤维的化学成分主要包括氧化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙等。
其中，氧化硅是其主要成分，占比高达60%-80%。
此外，由于不同地质环境和火山喷发的差异，玄武岩纤维的成分也会有所不同。
第三步：玄武岩纤维的物理性质
玄武岩纤维具有优异的物理性质，包括高强度、高模量、高温稳定性、耐腐蚀性等。
在热力学、电学、声学等领域，玄武岩纤维都有着广泛的应用。
此外，玄武岩纤维还具有优异的吸音、隔热、防火等性能，因此在建筑材料、汽车制造、航空航天等领域也有着重要的应用前景。
第四步：玄武岩纤维的加工与应用
由于其优异的性能和广泛的应用前景，玄武岩纤维已经被广泛应用于各个领域。
在加工方面，玄武岩纤维的加工方式主要包括纺丝、针刺、无纺布、纸浆成型等。
常见的玄武岩纤维制品包括压制板材、隔热保温毡、过滤材料、玄武岩纤维复合材料等。
总之，围绕“玄武岩纤维成分”这一主题，我们能够了解到玄武岩纤维的来源、化学成分、物理性质以及加工和应用。
对于此类新材
料的了解和研究，不仅能够推动科学技术的进步，更能够为人类社会的可持续发展贡献力量。
玄武岩纤维特性及简介
玄武岩纤维特性及简介
玄武岩纤维(Basalt fiber)是以玄武岩矿物为原料，利用特殊的技术
及原理，经过熔融、拉伸、形成的细纤维，它是一种类似玻纤维的复合材料，其质量与性能里面优于其他复合材料，其性能及应用非常广泛，如制
造航空航天、车辆、塑料和化学行业的复合材料、土建工程的材料及自行
车及公路车的车架、等等。
1.高抗拉强度。
玄武岩纤维具有超高的抗拉强度，芳纶和氨纶的抗拉
强度是它的2－3倍；耐热性较好，属耐热高分子纤维，最高耐热温度可
达700℃以上，真空和软环境下也可以使用。
2.良好的抗紫外线性和耐腐蚀性。
玄武岩纤维的耐紫外线性能优于芳纶、氨纶、锗纤维等，几乎免受日晒、雨水等天气因素的影响，耐热温度高，可抵抗腐蚀；
3.低线性膨胀系数和较高的横向强度。
玄武岩纤维膨胀系数小，横向
强度高，且抗冲击性能优于玻纤，在航空、航天、车辆、塑料及化学等产
业可广泛应用；
4.低的热膨胀系数和较低的导热系数。
玄武岩纤维的热膨胀系数比玻纤、碳纤维等低，并且具有较低的导热系数，可以起到隔热、保温的作用；。
玄武岩纤维复合材料
玄武岩纤维复合材料
玄武岩纤维复合材料是一种新型的复合材料，它由玄武岩纤维和树脂基体组成。
玄武岩是一种火成岩，具有高强度、耐磨性和耐腐蚀性，因此玄武岩纤维复合材料在工程领域具有广泛的应用前景。
首先，玄武岩纤维复合材料具有优异的机械性能。
玄武岩纤维具有高强度和刚度，能够有效增强复合材料的强度和刚度，使其具有良好的承载能力和抗冲击性。
同时，玄武岩纤维还具有优秀的耐磨性和耐腐蚀性，能够延长复合材料的使用寿命。
其次，玄武岩纤维复合材料具有较低的密度。
玄武岩纤维的密度较低，而且具
有良好的吸声和隔热性能，使得玄武岩纤维复合材料在航空航天、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。
此外，玄武岩纤维复合材料还具有良好的加工性能。
玄武岩纤维易于成型和加工，可以制成各种复杂形状的构件，满足不同工程领域的需求。
同时，玄武岩纤维与树脂基体具有良好的相容性，能够有效提高复合材料的界面结合强度。
总的来说，玄武岩纤维复合材料具有优异的机械性能、较低的密度和良好的加
工性能，具有广泛的应用前景。
未来，随着材料科学和工程技术的不断发展，玄武岩纤维复合材料将在航空航天、汽车制造、建筑等领域得到更广泛的应用。
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。
玄武岩纤维范文范文
玄武岩纤维范文范文玄武岩纤维是一种以中温熔融纤维为主要原料制备而成的高性能材料。
其具有优异的耐火性、耐化学侵蚀性和耐热冲击性能，广泛应用于航空航天、火箭、冶金、化工等领域。
因此，本文将从玄武岩纤维的制备、物理性能以及应用领域等方面进行阐述。
玄武岩纤维的制备主要通过中温熔融纤维化工方法进行。
首先，将玄武岩原料破碎并混合，然后通过高温熔融处理，使其转化为熔融状态。
接着，将熔融岩浆注入纤维化工设备中，通过拉伸、喷射、抽丝等方法形成纤维。
最后，经过冷却、固化等工艺步骤，制备成玄武岩纤维成品。
玄武岩纤维具有许多优异的物理性能。
首先，它具有优异的耐火性能，能够在高温环境下长时间保持稳定。
其次，玄武岩纤维具有良好的耐化学侵蚀性能，能够抵抗酸碱等腐蚀物质的侵蚀。
此外，玄武岩纤维还具有良好的耐热冲击性能，能够在火灾或爆炸等突发事件中保护关键设备和人员安全。
除此之外，玄武岩纤维还具有较高的强度和良好的绝缘性能，以及较好的耐磨性和低热导率等特点。
玄武岩纤维在各个领域具有广泛的应用。
首先，它常用于航空航天领域，用于制备航天器的防热材料，能够保护航天器免受燃烧和高温环境的侵害。
其次，在火箭制造领域，玄武岩纤维常被用于制备燃烧室与喷管等关键部件，以提高其耐火性和耐磨性。
此外，玄武岩纤维还可以用作冶金和化工领域的高温隔热材料，能够在高温环境下保护设备和工人的安全。
最后，玄武岩纤维还可以用于建筑领域，用于制备防火墙、消防门等防火材料，以提高建筑物的火灾安全性能。
总结起来，玄武岩纤维是一种具有优异物理性能的高性能材料。
通过中温熔融纤维化工方法制备而成，具有优异的耐火性、耐化学侵蚀性和耐热冲击性能。
广泛应用于航空航天、火箭、冶金、化工等领域，能够保护设备和人员安全，提高火灾防护性能。
然而，玄武岩纤维的开发与应用仍然需要在纤维制备工艺、性能改进和应用领域拓展等方面不断加强，以满足不断发展的科技需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 图b中间位置的黑色原点为 玄武岩纤维经过切片获得的 纤维截面图；
• 宏观结构上,玄武岩纤维的 外观很像一根极细的管子, 呈光滑的圆柱状,其截面呈 完整的圆形
（a） （b）
玄武岩纤维的性能
新型环保材料 物理性能
拉伸强度大 突出的耐温性能 弹性模量 电性能 隔音性 较好的分散性
5.隔音性
❖由表3可见,随着频率增加,其吸声系数增加。 ❖玄武岩连续纤维的吸湿性极低,吸湿能有0·2%~0·3%， 而且吸湿能力不随时间变化玄武岩连续纤维制作的隔音 材料在航空、船舶要低湿性材料的领域有着广阔的前景。
性能6：较好的分散性
❖纤维在混凝土中的分散性极为重要,如果纤维的分散性 不能满足要求,纤维的掺入不但对混凝土或砂浆没有增强增韧 作用相反,会降低混凝土的力学性能和耐久性。
性能4：电性能
E-玻纤具有良好的电绝缘性能和介电性能,在常温下 其体积电阻率和表面电阻率均大于1011Ω·m，而玄武岩 连续纤维的体积电阻率和表面电阻率比E-玻纤还要高一个 数量级, 玄武岩纤维的介电损耗角正切与E玻璃纤维相近, 应用专门浸润剂处理过的玄武岩纤维,其介电损耗角正切 比一般玻璃纤维还低50%,可用其制造高压(达250KV)电绝 缘材料、低压(500V)装置、天线整流罩以及雷达无线电装 置等,前景十分广阔,专门浸润剂处理的玄武岩纤维还可用 于制造新型耐热介电材料。
性能3：耐温性能
CBF的使用温度范围为：-260 ～650℃， E纤维的使用温度范围为：-60 ～350℃， CBF 在400℃下工作时，其断后强度能够保持85%；在 600℃下工作时，其断后强度仍能够保持80%的原始强度； CBF 预先在780～820 ℃下进行处理，还能在860℃下 工作而不会出现收缩，而即使耐温性优良的矿棉此时也只能 保持50%～60%的强度，玻璃棉则完全破坏。碳纤维的抗氧 化性较差，在300 ℃有CO2 和CO产生；间位芳纶最高使用 温度也只有250℃。
玄武岩纤维（CBF）的介绍与应用
陈银 06120114 数学科学院
前言
• 我国现很多房屋、桥梁、隧道等建筑物，由于材料老化、 荷载增加、结构部分损坏、使用功能改变、设计与施工缺 陷以及地震、战争等原因，均会导致原有结构的承载力满 足不了要求，为此，需进行加固和修复。目前面临着大规 模的补强加固、改建和扩建工程,其中建筑材料的选择尤 为重要。
• 新型复合建筑材料发展很快,主要有钢纤维混凝土、玻璃 纤维混凝土、碳纤维混凝土等。
• 玄武岩纤维是近几年在中国发展起来的新型材料,由于其 较其他纤维材料性能优异、性价比好,尤其具有良好的抗 拉强度和韧性,在防护工程补强加固、抗爆方面具有广阔 的应用前景。
玄武岩纤ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（CBF）的形成
• 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°C熔融后，通过铂铑合金 拉丝漏板制成的连续纤维。
• CaO的含量为6%~12%,对提高纤维耐水的腐蚀、硬度和机械 强度都是有利的;
• Fe2O3和FeO的含量在5%~15%,含铁量高,使纤维呈古铜色;
• 玄武岩纤维中还含有Na2O,K2O,MgO和TiO2等成分,对提高 纤维的防水性和耐腐蚀性有重要作用。
玄武岩纤维的结构
• 纯天然的CBF外观呈光滑的 圆柱体，其截面呈完整的圆 形；
性能2：弹性模量
玄武岩纤维的弹性模量与昂贵的S玻璃纤维相近,强度相当; 用于织造织物重量在150~210g/m2的产品时,织造性能良好; 可用以代替S等玻璃纤维制造绝热制品和复合材料,制造硬质 装甲和各种GFRP产品。例如,利用E玻璃纤维生产玻璃钢管, 只能耐25个大气压,管径最大为2m;而用玄武岩纤维做玻璃钢 管,则可耐60个大气压,管径可达3m。
玄 武 岩 纤 维 与 其 他 玻 璃 纤 维 成 分 的 比 较
• SiO2是玄武岩连续纤维最主要的成分,占45%~60%,被称为 网络形成物,它保持了纤维的化学稳定性和机械强 度;Al2O3的含量也较高,占12%~19%,提高了纤维的化学稳 定性、热稳定性和机械强度,为提高复合材料的力学性能 打下良好的基础；
❖玄武岩纤维是以同属硅酸盐的火山喷出岩为原料制成的, 与混凝土有着基本相同的成分,也较接近,所以CBF的相容性和 分散性优于其他增强纤维,同时与混凝土有很好的粘结性能。
玄武岩的化学性能
• 化学稳定性是指纤维抵抗水、酸、碱等介质侵蚀的能力。 通常以受介质侵蚀前后的质量损失和强度损失来度量。
环保性能
❖ 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。
❖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。
各种纤维材料的物理性能对比
性能1：拉伸强度
一般情况下,玄武岩纤维的拉伸强度是普通钢材的10~15 倍,是E型玻璃纤维的1·4~1·5倍,是理想的增强材料。玄武岩 连续纤维的拉伸强度为3000~4 840 MPa。例如E-玻纤的拉 伸强度为3 100~3 800 MPa,Kevlar 49为2 758~3 034 MPa, 碳纤维为2 500~3 500 MPa。
• 玄武岩纤维（CBF）的组成
玄武岩纤维的成分几乎囊括了地壳中的所有元素包括 Si,Mg,Fe,Ca,Al,Na,K等主要元素成分,约占99%以上。在 PHLIPS XL30 EDS电子探针能谱仪上进行玄武岩纤维元素 含量的测定,发现其主要成分如下下(原子分数 /%):Si=26.36,Ca=18.93,Al=7.89,Mg=6.90,O=31.81,K=1 .18,Na=1.63,Ti=1·26,Fe=4.04。