新型纺织纤维课程论文
题 目：玄武岩纤维的特性与应用 学生姓名：张欣尧
学 院：轻工与纺织学院
班 级：纺织13-1
指导教师：富秀荣
二〇一四 年 十二 月
学校代码： 10128 学 号： 201321803004
摘要：玄武岩纤维是一种新型高性能绿色环保纤维，其强度高、耐高温、抗噪音并且化学稳定性好。本文简要介绍了有关玄武岩纤维的特性，并对其应用做了一些简单阐述。
关键词：玄武岩纤维特性应用
目录
1 前言
2 玄武岩纤维及其特性 (1)
2.1玄武岩纤维及其各成分作用 (1)
2.2玄武岩纤维的特性 (2)
2.2.1玄武岩纤维的断裂强度和增强效应 (2)
2.2.2玄武岩纤维的化学稳定性 (2)
2.2.3玄武岩纤维的介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性 (2)
2.2.4玄武岩纤维的声绝性 (2)
2.2.5玄武岩纤维的力学性能 (2)
2.2.6玄武岩纤维的耐水性 (3)
2.2.7玄武岩纤维的绿色环保性 (3)
3 玄武岩纤维的产品及其应用 (3)
4 结论 (5)
参考文献 (5)
1 前言
玄武岩是岩浆喷发形成的火山岩，主要矿物是斜长石和辉石，呈古铜色。将玄武岩矿石破碎后在1450℃-1500℃下熔融纺丝，可以制得玄武岩纤维。上世纪60年代初，就出现了玄武岩连续纤维，从70年代开始，美国和德国的科学家就对玄武岩连续纤维进行了大量的研究，但未能实现工业化生产。使用组合炉拉丝工艺进行大规模生产要追溯到1985年的乌克兰纤维实验室（TZI），现今前苏联诸国家的玄武岩纤维池窑有的已近发展到年产700吨规模，使用400孔铂金漏板拉丝技术；美国玄武岩纤维池窑经过几十年发展也已达到1000-1500吨规模，使用800孔漏板拉丝技术；我国起步较晚，虽然有几十条玄武岩岩棉的生产线，但没有稳定的拉丝技术，生产的玄武岩制品档次一直不高，但近年来我国有意发展玄武岩纤维，开发连续玄武岩纤维已被列为2002年国家新材料领域的863计划，到目前为止已经投资的就有规模年产10000吨的玄武岩生产基地[1]。
2 玄武岩纤维及其特性
2.1玄武岩纤维及其各成分作用
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。
玄武岩系火山之物，其结构致密，并含有玻璃质。各地的玄武岩组成略有不同，成分基本一致。由于纤维在成型过程中，熔融的玄武岩被拉伸和冷却成固态前，在表面张力的作用下收缩成表面积最小的圆形，因此玄武岩纤维表面呈光滑的圆柱状，其截面也呈完整的圆形。这样会影响到纤维与其它纤维（如：植物纤维等）的粘贴和使用性能，因此对玄武岩纤维的表面修饰是十分必要的。纤维的表面处理可采用等离子法、机械处理、化学处理（铬酸、醋酸、碱液、无机盐（如：二氯化锌、三氯化铁等））、阴极氧化法、电晕放电法、辐射处理、活化热处理等方法。
经处理后的玄武岩纤维表面粗糙度增加、几何形态发生变化，扩大了纤维的表面积，使其在与其它纤维间的物理接触增加（即摩擦粘附），提高了机械联结性能。纤维中的化学成分对其物理化学性能有重要影响，用电子震能谱仪（EDS)对玄武岩纤维元素进行含量测定，其结果（原子wt%表示）：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。二氧化硅石玄武岩最主要的成分，被称为网络形成物，它可以保持玄武岩纤维的化学稳定性和机械强度，但当含量高时，玄武岩熔融的温度和粘度较高，给拉丝带来困难，但可以根据需要添加其它氧化物以降低熔点并赋予玄武岩纤维所需要的特性。另外，氧化钙行量较高，这对提高玄武岩纤维的耐久性，特别是耐水性的腐蚀、硬度、机械强度是有利的，不足之处是使纤维的柔韧性降低。玄武岩纤维中的三氧化二铝的含量也较高，他可以提高玄武岩纤维的耐久性、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等打下良好的基础。通过EDS测试、计算玄武岩纤维的酸度系数M=1.9，pH=4.75，可见玄武岩纤维较易制备并且化学稳定性好。
玄武岩纤维为非晶体态物质，使用温度大于玻璃纤维，一般在263℃至900℃，导热系数低。在25℃下玄武岩纤维的导热系数为0.04/m·k。在耐水性方面远远
优于玻璃纤维，吸湿能力只有0.2%-0.3%，而且其吸湿能力不随时间变化，这就保证了它在使用过程中的热稳定性、长寿性和环境协调性。是一种之于自然、又能会归于自然很有开发前景的绿色纤维[2]。
2.2玄武岩纤维的特性
2.2.1玄武岩纤维的断裂强度和增强效应
玄武岩纤维在70℃的水作用下其断裂强度可保持1200h，而一般玻璃纤维不到200h便失去断裂强度；在100~250℃下的断裂强度可提高30%，而一般玻璃纤维则下降23%。单纤维拔丝实验表明，玄武岩纤维与环氧聚合物的粘合力高，而且采用硅烷偶联剂处理后还会进一步提高。
2.2.2玄武岩纤维的化学稳定性
连续玄武岩纤维中含有K2O、TiO2等成分,而这些成分对提高纤维耐化学腐蚀及防水性能极为有利,起相当重要作用。它与玻璃纤维的化学稳定性相比更显优
溶液和势,特别是在碱性和酸性介质中更加明显。玄武岩纤维在饱和的Ca(OH)
2
水泥等碱性介质中还能保持更高的抗碱液腐蚀性能[3]。
2.2.3玄武岩纤维的介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性
玄武岩纤维具有良好的介电性能。它的体积电阻率比玻璃纤维要高一个数量级。玄武岩中含有质量分数不到20%的导电氧化物，可用于制造新型耐热介电材料。玄武岩纤维具有比玻璃纤维高的电绝缘性和对电磁波的高透过性。
2.2.4玄武岩纤维的声绝性
连续玄武岩纤维具有优异的隔音、吸声性能,从该纤维在不同音频下的吸声系数就能得知,随着频率的增加,它的吸声系数显著增加。如选用直径为1~3Lm玄武岩纤维制成的(密度为15kg/m3,厚度为30mm)吸音材料,在音频为100~300Hz、400~900Hz和1200~7000Hz条件下,该纤维材料的吸声系数分别为0105~0115,0122~0175和0185~0193[3]。
2.2.5玄武岩纤维的力学性能
玄武岩纤维具有优良的力学性能，拉伸强度、弹性模量及断裂伸长率都较大，在一些应用领域内，完全可以代替玻璃纤维、碳纤维等充当复合材料的增强体，且性价比较优越。
2.2.6玄武岩纤维的耐水性
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。
2.2.7玄武岩纤维的绿色环保性
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。
3 玄武岩纤维的产品及其应用
玄武岩纤维具有抗拉强度高、弹性模量大、耐腐蚀、耐高温、良好的吸音性和化学稳定性好等优良特性，根据其良好的特性可应用范围极广。玄武岩纤维制品是玄武岩纤维应用的一个主要方面,仅从民用的角度观察,玄武岩纤维可以通过不同材料结合、通过不同设计方法得到品种繁多制品。根据玻璃钢产业的统计,玄武岩纤维可以按照相应的方式得到类似的制品：
①摩擦材料：通过离心喷吹法制得的玄武岩棉平均直径为10~11μm，用该方法制成的摩擦片耐高温性能好、摩擦系数稳定，比传统石棉材料具有更高的剪切强度和更好的坑折强度。
②高温过滤材料：由于玄武岩纤维的使用温度达到650℃，再加上它的耐酸耐碱和耐水性能，使用高温腐蚀性气体和烟层过滤，腐蚀性液体过滤的优质材料。现在，俄罗斯和乌克兰已经用玄武岩纤维制成的织物如滤布等已经完全能在高温条件下工作。
③玄武岩纤维短切原丝毡：用连续玄武岩纤维原丝短切成50㎜的定长纤维，经过均匀分布在成型网带上，经过粘结剂后再烘干而成的卷材。由于玄武岩纤维的电绝缘性好，具有透波和吸波性能，弹性模量高，高档性能汽车和舰船的优质材料。产品应用：是造船、管、罐、板、雷达罩、雷达天线、体育场游泳池等的增强材料。
④玄武岩纤维短切纱：用连续玄武岩纤维原丝短切而成的产品。一般其上涂有硅烷偶联剂。所以玄武岩纤维短切纱是增强热塑性树脂首选材料，同时还是用于砂浆/混凝土和沥青/混凝土最佳的防渗抗裂增强材料[19]。产品应用：适用于增强
热塑性树脂，是制造SMC、BMC、DMC的优质材料；由于具有良好的性价比，特别适合与树脂复合用做汽车、火车、舰船壳体的增强材料；用于水电站大坝的防身抗裂抗压和延长道路路面使用寿命的增强材料；还可用于热电厂的冷凝塔、核电厂的蒸汽水泥管道；用于耐高温针刺毡、汽车吸音片、热轧钢材、铝管等。
⑤玄武岩纤维布：采用玄武岩纤维细纱（单丝直径一般小于9微米）加工而成的纺织布。产品应用：覆铜板基布，针刺毡基布，防火布基布，防辐射材料基布，建筑工程修补加固的基布，尤其适用于军队防毒、防辐射、防火、防化学腐蚀和屏蔽性强的装备和设施的篷布。
⑥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稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等。
⑦玄武岩纤维防火布：用 GBF的7～9微米连续玄武岩纤维细纱编织而成的，其中有平纹布、缎纹布等，经耐高温、无毒害的涂层处理。产品应用：适于造船业、大型钢结构和电力维修的现场焊接、气割的防护用品纺织、化工、冶金、剧院、军工等通风防火和防护用品，消防头盔、护颈织物，玄武岩纤维防火布为不燃材料，在1000℃火焰作用下，不变形、不爆炸、耐火在1个小时以上。可在潮湿、蒸汽、烟雾、含化学气体的环境下起到防护作用。还适用于避火消防服、隔火帘、防火毯、防火包、电焊、防火布围墙等。
⑧玄武岩纤维土工布：以耐酸强的玄武岩纤维为原料，编织成格栅布，在经过沥青处理后烘干成型。玄武岩纤维混凝土在常温下弹性模量与沥青混凝土模量比高达24：1，具有很高的抗变形能力，断裂延伸率在3.4%左右。产品应用:是增强砂浆混凝土防渗抗裂的优良建筑材料，与沥青混合搅拌用于路面施工。
⑨连续玄武岩纤维套管：由玄武岩纤维编织而成，使用时一般都需经过加工和表面处理。产品应用：适于电器、电机的剥线部位的绝缘管，还可用作定纹管，电刷软管，耐高温复合管的基材使用。
⑩玄武岩纤维无捻粗纱：用多股平行原丝或单股平行原丝不加捻状态下并合而成的的集束体。应用领域：缠绕各种耐高温、耐超低温、耐化学腐蚀、耐高压管道、储罐、气瓶，编织各种方格布、土工布用作建筑的修补和加固，耐高温的SMC、BMC、DMC短切纤维与塑料复合作增强材料，还用作防弹防护材料。
?连续玄武岩纤维膨体纱：将玄武岩纤维原丝通过膨胀体纱机，在高速空气进入成形膨化通道中形成紊流，利用这种紊流将玄武岩纤维分散开，使其形成毛圈状纤维，从而赋予玄武岩纤维蓬松性，制造成膨体纱。产品应用：制造耐高温过滤布，制造防火窗帘布，用膨体纱与连续纤维混织，是制造耐高温过滤布、高等级针刺和、毡的优良材料。
?玄武岩纤维表面毡：用于复合材料，不但能形成树脂量80%的富树脂层。使制品表面有一个色泽光亮平整的表面，同时提高制品的防渗漏，防腐蚀能力。玄武岩纤维表面毡的粘接性与树脂的相容性很好，能提高异性复合材料的成型性。同时还是拉挤和缠绕成型复合材料的首选材料；可部分替代纤维、芳纶幅面毡。?玄武岩纤维针刺毡：由单纤维无序交错穿插，形成无定向三维微孔结构。产品应用：高级空气过滤材料，电子行业的过滤、吸音、隔热、防振材料，化工、有毒有害气体、烟尘过滤材料，汽车、轮船舰艇的隔热、保温、消音材料[4]。
4 结论
玄武岩纤维（特别是连续玄武岩纤维）具有比金属和玻璃纤维高的比强度性；玄武岩纤维具有高的化学稳定性和热稳定性、耐酸耐碱、抗紫外线性能强、吸湿性低、有较好的耐环境性能，这类纤维制品能在碱性介质中稳定工作；此外，玄武岩纤维还有较好的绝缘性、高温过滤性、良好的透波性等等，玄武岩纤维的原料分布广泛而且廉价。简化了工艺流程，劳动力消耗相对较低。总体来看，玄武岩纤维与其它纤维相比较，玄武岩纤维在许多方面都具有优异的性能，其制品有着广泛的应用前景和发展潜力，是值得期待的高性能材料[5]。
参考文献
[1] 徐磊.新型的高性能纤维——玄武岩纤维的应用[J].新纺织2005（9-10）：15-17
[2] 先申.玄武岩纤维的特性[J].河南纺织科技，2005（26）：20
[3] 王峣舜.玄武岩纤维性能与用途探讨[J].纺织科技进展，2010（1):40-41
[4] 孙建雷，李龙，张胜靖.玄武岩纤维的研究进展、性能及其产品应用[D].西安工程大学，
纺织与材料学院，2011-1-26
[5] 陆青，周华，梁海川，等.玄武岩纤维的研究与应用[D].天津工业大学，青海省有色地质矿产勘查局地质矿产勘查院，2006-5
玄武岩纤维 简介 玄武岩纤维（Basalt Fiber）是玄武岩石料在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,纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有些似金色。 玄武岩纤维是一种新出现的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的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、高温过滤织物以及防护领域等多个方面得到了广泛的应用。 玄武岩纤维表面较光滑，表面能较低，经过表面改性后，其表面增加纳米SiO2粒子，有效地提高纤维表面粗糙度，增加了微生物与载体间的有效接触面积；改性后表面有阳离子的存在，载体表面电位升高，载体表面带正电荷，利用静电吸力促进微生物固定，有利于微生物固定化；改性后表面的活性官能团，增加了载体的表面能，所含有羟基、羰基或羧基等，对微生物在载体表面粘附生长有积极的作用。通过玄武岩纤维载体表面改性，使其具有良好的亲水性和微生物负载性能，使之能够负载更多的生物量，且长时间保持较高的微生物活性，从而实现
更有效通过生物膜法降解水体中污染物。 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，主要组分如下表所示。 表1 玄武岩纤维主要组分含量 组分SiO2Al2O3CaO FeO MgO Na2O Fe2O3K2O TiO2P2O5含量51.4 14.83 10.26 8.47 5.92 2.42 1.73 1.20 0.84 0.32 玄武岩纤维各组分的作用如下表所示。 表2 玄武岩纤维革组分作用 组分SiO2 、 Al2O3 FeO Fe2O3 TiO2CaO MgO 作用提高纤维的化学 稳定性和熔体的 黏度提高成纤的使用 温度 提高纤维的化学稳定 性、熔体的表面张力和 黏度 属于添加剂范畴， 有利于原料的熔化 和制取细纤维 玄武岩纤维的性能 （1）热稳定性。玄武岩纤维板的热导率低，在25℃下的热导率仅为0.04W/（m?K），可以在650℃高温下使用，而玻璃纤维在同一条件的使用温度不超过400℃。 （2）声绝缘性。随着频率的增加，其吸音系数显著增加。玄武岩纤维隔音和吸音效果好，采用玄武岩纤维制作的隔音材料在航空、船舶等领域有着广阔的前景。 （3）介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性。玄武岩纤维具有良好的介电性能。它的体积电阻率比玻璃纤维要高一个数量级。玄武岩中含有质量分数不到20%的导电氧化物，可用于制造新型耐热介电材料。玄武岩纤维具有比玻璃纤维高的电绝缘性和对电磁波的高透过性。
玄武岩纤维在汽车行业上的应用前景 核心提示：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，保守估计，石油及钢材 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，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。 玄武岩纤维具有力学性能佳，耐高温性能好，化学性能稳定，生产过程环保等优点。 玄武岩纤维复合材料的性能远远比钢材优异，而其重量却远小于钢材，将其应用于汽车上， 可以大大的减轻汽车的负重，从而降低能源消耗，而其性能又能得以极大的提升。玄武岩纤维制品具有可自然降解性，与环境相容性好的优点，既符合汽车材料向着高性能发展的要求，也符合国家对于汽车材料绿色环保的要求，在汽车行业中有着良好的应用前景[1-4]。 1玄武岩纤维的优异特性 1.1力学性能 玄武岩纤维的密度为 2.5~2.7g/cm3，拉伸强度为3000~3500MPa,弹性模量为100~150GPa,断裂伸长为 3.2%,莫氏硬度为 6.5~7.5°,因此它具有优异的耐磨抗拉增强性能加拿大一家公司研制生产的玄武岩连续纤维其拉伸强度达到4840MPa,接近于高强碳纤维,而其成本却远低于碳纤维 1.2吸音性能 玄武岩纤维具有优异的吸声性能，将其制品在不同音频下的吸音系数进行实验得出， 随着频率的增加，它的吸声系数显著增加[5]。如选用材料直径1～3μｍ的玄武岩纤维制成的(密度为15kg/m3，厚度为30mm)吸音材料，其吸音性能见表1。
山西关于成立玄武岩纤维生产加工公司 可行性分析报告 规划设计/投资分析/产业运营
报告摘要说明 玄武岩是一种基性喷出岩，其化学成分与辉长岩或辉绿岩相似，SiO2 含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以 及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。 xxx有限公司由xxx公司（以下简称“A公司”）与xxx投资公司（以下简称“B公司”）共同出资成立，其中：A公司出资1010.0万元，占公司股份65%；B公司出资540.0万元，占公司股份35%。 xxx有限公司以玄武岩纤维产业为核心，依托A公司的渠道资源和 B公司的行业经验，xxx有限公司将快速形成行业竞争力，通过3-5年 的发展，成为区域内行业龙头，带动并促进全行业的发展。 xxx有限公司计划总投资11547.85万元，其中：固定资产投资8577.59万元，占总投资的74.28%；流动资金2970.26万元，占总投 资的25.72%。 根据规划，xxx有限公司正常经营年份可实现营业收入24102.00 万元，总成本费用18707.18万元，税金及附加224.51万元，利润总 额5394.82万元，利税总额6363.44万元，税后净利润4046.11万元，
纳税总额2317.32万元，投资利润率46.72%，投资利税率55.10%，投 资回报率35.04%，全部投资回收期4.35年，提供就业职位435个。 玄武岩连续纤维是一种纯天然的无机非金属材料，是21世纪的新材料，是新材料产业中最重要的一个组成部分之一。玄武岩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,是纯天然的高技术纤维，因纤维颜色呈金褐色，又被称为“金色纤维”。
连续玄武岩纤维的发展及使用前景 2010年3月15日中国纤检 摘要：介绍了连续玄武岩纤维的国内外发展历程和现状，连续玄武岩纤维性能和使用领域，表明连续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。结合连续玄武岩生产工艺目前存在的问题，给出了几点建议并提出了要尽快制定玄武岩纤维的国家标准，促进连续玄武岩纤维的安全可持续发展。 关键词：连续玄武岩纤维；防火隔热；过滤环保；增强复合；高技术纤维 连续玄武岩纤维（CBF）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CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛使用于消防、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21世纪的新材料[1]。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。 1国内外发展研究状况 1.1国外发展研究状况 以玄武岩为主要原料生产的岩棉自从1840年首先在英国威尔斯试制成功到现在已有160多年的历史[2]。1922年在美国专利(OS1438428)出现由法国人Paul提出玄武岩纤维制造技术，但没有实质性生产。
20世纪50年代初期，德国、捷克和波兰等东欧国家以玄武岩为原料，采用离心法生产出了纤维平均直径为25μm～30μm的玄武岩棉。随后60年代初期，美国、前苏联、德国等大力发展垂直立吹法生产工艺，使玄武岩棉产量迅速增长前苏联引进了德国立吹法制造矿物棉的生产专利，在消化、吸收的基础上，成功地将该项技术使用于玄武岩棉的生产，设计生产能力为日产38吨～40吨玄武岩棉。玄武岩纤维的研究工作主要集中在前苏联。玄武岩纤维于1953～1954 年由苏联莫斯科玻璃和塑料研究院开发出[3]。苏联早在20世纪60～70年代就致力于连续玄武岩纤维的研究工作，乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制CBF及其制品制备工艺的生产线。联合体的科研实验室于 1972 年开始研制制备CBF，曾经研制出 20 多种CBF制品的生产工艺[4]。1973年，前苏联新闻机构报道了有关玄武岩纤维材料在其国内广泛使用的情况。1985年在前苏联的乌克兰率先实现工业化生产，产品全部用于前苏联国防军工和航天﹑航空领域。 1991年前苏联解体后，此项目开始公开，并用于民用项目。目前连续玄武岩主要研发及生产基地在俄罗斯及乌克兰两个国家。苏联的解体，客观上影响了CBF的推广使用，但是，由于玄武岩纤维具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能，而且性价比好，引起了美国、欧盟等国防军工领域的高度重视。 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和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。
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
新型纺织纤维课程论文 题 目：玄武岩纤维的特性与应用 学生姓名：张欣尧 学 院：轻工与纺织学院 班 级：纺织13-1 指导教师：富秀荣 二〇一四 年 十二 月 学校代码： 10128 学 号： 201321803004
摘要：玄武岩纤维是一种新型高性能绿色环保纤维，其强度高、耐高温、抗噪音并且化学稳定性好。本文简要介绍了有关玄武岩纤维的特性，并对其应用做了一些简单阐述。 关键词：玄武岩纤维特性应用
目录 1 前言 2 玄武岩纤维及其特性 (1) 2.1玄武岩纤维及其各成分作用 (1) 2.2玄武岩纤维的特性 (2) 2.2.1玄武岩纤维的断裂强度和增强效应 (2) 2.2.2玄武岩纤维的化学稳定性 (2) 2.2.3玄武岩纤维的介电性能、电绝缘性能和电磁波的透过性 (2) 2.2.4玄武岩纤维的声绝性 (2) 2.2.5玄武岩纤维的力学性能 (2) 2.2.6玄武岩纤维的耐水性 (3) 2.2.7玄武岩纤维的绿色环保性 (3) 3 玄武岩纤维的产品及其应用 (3) 4 结论 (5) 参考文献 (5)
1 前言 玄武岩是岩浆喷发形成的火山岩，主要矿物是斜长石和辉石，呈古铜色。将玄武岩矿石破碎后在1450℃-1500℃下熔融纺丝，可以制得玄武岩纤维。上世纪60年代初，就出现了玄武岩连续纤维，从70年代开始，美国和德国的科学家就对玄武岩连续纤维进行了大量的研究，但未能实现工业化生产。使用组合炉拉丝工艺进行大规模生产要追溯到1985年的乌克兰纤维实验室（TZI），现今前苏联诸国家的玄武岩纤维池窑有的已近发展到年产700吨规模，使用400孔铂金漏板拉丝技术；美国玄武岩纤维池窑经过几十年发展也已达到1000-1500吨规模，使用800孔漏板拉丝技术；我国起步较晚，虽然有几十条玄武岩岩棉的生产线，但没有稳定的拉丝技术，生产的玄武岩制品档次一直不高，但近年来我国有意发展玄武岩纤维，开发连续玄武岩纤维已被列为2002年国家新材料领域的863计划，到目前为止已经投资的就有规模年产10000吨的玄武岩生产基地[1]。
山东关于成立玄武岩纤维生产制造公司 可行性分析报告 规划设计/投资分析/产业运营
报告摘要说明 玄武岩连续纤维是一种纯天然的无机非金属材料，是21世纪的新材料，是新材料产业中最重要的一个组成部分之一。玄武岩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,是纯天然的高技术纤维，因纤维颜色呈金褐色，又被称为“金色纤维”。 xxx实业发展公司由xxx科技公司（以下简称“A公司”）与xxx 有限责任公司（以下简称“B公司”）共同出资成立，其中：A公司出 资790.0万元，占公司股份55%；B公司出资640.0万元，占公司股份45%。 xxx实业发展公司以玄武岩纤维产业为核心，依托A公司的渠道资 源和B公司的行业经验，xxx实业发展公司将快速形成行业竞争力，通过3-5年的发展，成为区域内行业龙头，带动并促进全行业的发展。 xxx实业发展公司计划总投资19844.09万元，其中：固定资产投 资15681.55万元，占总投资的79.02%；流动资金4162.54万元，占总投资的20.98%。 根据规划，xxx实业发展公司正常经营年份可实现营业收入37790.00万元，总成本费用28487.77万元，税金及附加386.80万元，利润总额9302.23万元，利税总额10972.10万元，税后净利润 6976.67万元，纳税总额3995.43万元，投资利润率46.88%，投资利
税率55.29%，投资回报率35.16%，全部投资回收期4.34年，提供就 业职位676个。 作为我国四大高技术纤维之一，玄武岩纤维是我国“十三五”战略性 新兴产业的重点产品。由于其具有多种优异性能，且绿色无污染，使用范 围从航空、航天到交通、环保等，非常广泛。有预测显示，2019年，全球 连续玄武岩纤维市场产值预计将达1.047亿美元，复合年均增长率将达 10.9%；“十三五”期间，我国玄武岩纤维产量将达到15万吨以上的规模。
（发展战略）连续玄武岩纤维产业的发展状态及思考
“点石成金”当梦想遭遇现实 ——连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考 浙江石金玄武岩纤维有限XX公司胡显奇 “点石成金曾是壹种神话，壹种比喻，如今这种梦想已经成真，人们用普通的石头——玄武岩拉丝且制作出各种高级产品就是最典型的事例。”这是长期从事地质和环境研究的中国科学院院士刘嘉麒于《绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景》壹文中所作的阐述。然而，当“点石成金”神奇而美好的梦想遭遇现实时，却且不浪漫和乐观，发展的道路崎岖坎坷，先驱者要披荆斩棘，更要经受凤凰涅槃的洗礼。 连续玄武岩纤维（ContinuousBasaltFiber，以下简称CBF）是以火成岩中的玄武岩为唯壹原料，于1450℃～1500℃条件下进行熔融拉丝而成的纯天然连续纤维。其突出的综合性能使之有望发展成为国防安全和国民经济发展领域不可或缺的重要基础材料之壹。但确切地说，和其它高技术纤维壹样，目前CBF于中国乃至于全球的发展情况仍不足以成为“产业”。不过，作为壹种代表未来绿色材料发展方向的纯天然高技术纤维，尤其是作为新资源产业，玄武岩纤维终将破茧而出。于此，笔者结合自己从事CBF研究、开发、生产和营销8年多来的实践和思考谈壹些也许且不成熟的见法，供关注CBF产业发展的政府部门、专家学者、投资者和企业界人士参考。 现状——激流涌动 回眸玄武岩纤维于前苏联于1985年获得初级生产技术后的这壹段发展历程，不难发现其发展历程呈现出了“U”字型轨迹。1991年的苏联解体对CBF产业造成了极大的影响，于随后的十几年时间里，发展陷于停滞。近5年，随着世界经
从熔融拉丝使用的能源来分类，其炉型大致能够分为3种：壹是以天然气或液化气为能源的火焰炉，以俄罗斯KamennyVekXX公司和我国的成均拓鑫XX公司为代表；二是全电熔炉，以我国的浙江石金XX公司为代表；三是气电结合炉 我国从2005年有小规模生产开始，6年间进入到连续玄武岩纤维领域的企业达
中国的玄武岩纤维产量能否居世界第一 一.中国可生产世界第一的高性能纤维——玄武岩纤维 当今玄武岩纤维已被广泛认做四大高性能纤维之一。玄武岩纤维的高强力、高耐温、耐腐蚀、抗氧化、抗紫外线、绝热隔寒、吸湿性低、绝缘性能好、透波性好等特性。玄武岩纤维是纯天然的无机纤维，已被人们认识并投入生产实用。 玄武岩纤维技术起源于俄罗斯、乌克兰，当前国外玄武岩纤维的产量在3000吨/年，我国有五家生产厂产量在1000吨/年。 建一个年产万吨的工厂就能使我国的玄武岩纤维的产量居世界第一，就会使全世界范围内用玄武岩纤维用户的目光全聚焦在中国，采购商会到中国来买玄武岩纤维及其制品。如果投资6亿元人民币建起十万吨的玄武岩纤维生产企业，不仅仅是世界第一玄武岩纤维生产大国，也能使玄武岩纤维产品在各行各业得到广泛应用。连世界上玄武岩纤维产品的价格也由这个企业去确定。可能给这个企业带来300%的利润回报。 二.现有玄武岩纤维生产技术 玄武岩原料几乎遍布全国，价格为20元/吨，原料在玄武岩纤维的生产成本中可以不计成本。玄武岩矿石是大自然给您配合好的单一原料，加热成1460℃，通过漏板就可以拉成玄武岩纤维，无任何其它材料，无任何化学反应，就能制成高附加值的玄武岩连续纤维。 生产玄武岩纤维的工厂全都用俄罗斯，乌克兰的技术设计：一台炉供一个铂铑合金漏板日产100多公斤。我国的正在生产玄武岩纤维的工厂：浙江得邦、上海俄金、营口百盛、四川拓鑫、牡丹江电力都是用一台炉200孔的铂铑合金漏板拉丝。产品质量好，可拉7um、9um、11um、13um—17um的玄武岩纤维，而国外只能拉13um—17um的玄武岩纤维，故我国的玄武岩纤维的生产水平居世界领先，但有产量低、能耗高的不足。（本文作者太不了解俄罗斯的情况了！—刘教授） 三.玄武岩纤维生产技术创新 1.降低能量消耗
太原玄武岩纤维生产制造项目 投资分析报告 规划设计/投资分析/产业运营
报告说明— 作为我国四大高技术纤维之一，玄武岩纤维是我国“十三五”战略性 新兴产业的重点产品。由于其具有多种优异性能，且绿色无污染，使用范 围从航空、航天到交通、环保等，非常广泛。有预测显示，2019年，全球 连续玄武岩纤维市场产值预计将达1.047亿美元，复合年均增长率将达 10.9%；“十三五”期间，我国玄武岩纤维产量将达到15万吨以上的规模。 该玄武岩纤维项目计划总投资15672.19万元，其中：固定资产投资13844.91万元，占项目总投资的88.34%；流动资金1827.28万元，占项目 总投资的11.66%。 达产年营业收入17434.00万元，总成本费用13399.68万元，税金及 附加256.92万元，利润总额4034.32万元，利税总额4847.70万元，税后 净利润3025.74万元，达产年纳税总额1821.96万元；达产年投资利润率25.74%，投资利税率30.93%，投资回报率19.31%，全部投资回收期6.68年，提供就业职位333个。 玄武岩连续纤维是一种纯天然的无机非金属材料，是21世纪的新材料，是新材料产业中最重要的一个组成部分之一。玄武岩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,是纯天然的高技术纤维，因纤维颜色呈金褐色，又被称为“金色纤维”。
目录 第一章总论 第二章项目单位概况 第三章建设背景及必要性分析第四章市场调研分析 第五章产品规划方案 第六章项目选址评价 第七章土建工程方案 第八章工艺原则 第九章环境保护可行性 第十章项目职业保护 第十一章风险应对说明 第十二章项目节能评价 第十三章项目实施进度计划 第十四章投资计划方案 第十五章项目经营收益分析 第十六章综合评价结论 第十七章项目招投标方案
现代玄武岩纤维材料及其复合材料 特种机械-建筑研究所 化学物理研究所，科学学院莫斯科俄罗斯 数据显示了作为硅酸盐纤维的一种——连续玄武岩纤维无捻粗纱的性能，其耐酸性和耐碱性提高，强度与 E 玻纤相近，模量与高强高弹的镁铝硅S 玻纤相近。其环氧基复合材料 的机械性能与S 玻纤复合材料相近，高于 E 玻纤复合材料。玄武岩纤维复合材料的那碱性 和抗热/潮性优于S 玻纤复合材料和 E 玻纤复合材料，这与玄武岩纤维无捻粗纱的粘结性有 关。 前言 连续玄武岩纤维材料如有捻纱、无捻纱、绳，板材和布是用于有机和无机基体中的新的 增强材料。对他的研究不仅是生产技术方面，还包括他的机械和物化性能、应用。这篇文章 分析连续玄武岩纤维及其复合材料的性能，并与玻璃纤维和玻璃纤维复合材料作对比。 生产连续玄武岩纤维的原料玄武岩的技术规格 玄武岩是火山，是硅酸盐。其化学组成见表 1.铁氧化物使得玄武岩纤维呈灰褐色，玄武岩熔体是一个含一定玻璃相的多晶结构。玄武岩纤维的生产技术与玻璃纤维类似。 表1 玄武岩纤维与玻璃纤维化学组成对比 化学组成变化小对连续玄武岩纤维的机械性能影响小。对连续玄武岩纤维的机械性能影 响最大的是纤维成型条件（拉丝温度、熔体均化的时间、纤维直径）。例如，对于化学组成相同的玄武岩，拉丝温度升高160℃（从1220℃-1380℃），强度从 1.3 增加到 2.23GPa，弹 性模量从78 增加到90.3GPa。单丝直径从1-4μm 增加到7-10μm，强度从 2.8 降到 1.8 GPa.
表2 列出不同时间，不同生产技术生产的玄武岩纤维的机械性能。 玄武岩纤维无捻粗纱和S 玻纤在线密度和单丝直径相近的情况下，玄武岩纤维无捻粗 纱的强度比 E 玻纤的低16-20%，与E 玻纤相近。 玄武岩纤维无捻粗纱的弹模高于 E 玻纤，与S 玻纤相近。 表2 玄武岩纤维无捻粗纱和玻纤无捻粗纱机械性能对比 粘结性能 玄武岩纤维与各种高聚物材料（酚醛、酰亚胺）的粘结性能由于玻璃纤维，这与铁氧化 物的高含量（达到15%）有关，环氧低聚物在纤维表面的接触反映可能发生。 玄武岩纤维复合材料的高粘结反应通过高聚物基体反应层的高残余应力来证明。根据Trostyanskaya(1997)，根据基体类型，这些应力达到24-50MPa。通过在纤维表面涂覆表 面改性剂（鸡冠形状的嵌段共聚物KEP有机硅）能够降低玄武岩纤维复合材料的残余应 力，这种表面改性剂具有显著的表面活性。因为具有显著的表面活性，这种嵌段共聚物在复合材料中，能够降低粘结剂的表面张力，提高纤维的润湿性，被吸附在纤维表面，环氧乙 烷链与粘结剂结合。分子量7000-8000的共聚物被用于纤维表面，形成一个弹性牢固的吸收 层，吸收层厚度20-25nm。这是残余应力减少、机械强度提高的原因。 连续玄武岩纤维的耐化学腐蚀性能 连续玄武岩纤维的耐化学腐蚀性能通过纤维在介质中（酸和碱）放置一点时间后的强度 变化来评价。化学腐蚀性受纤维的化学组成介质和温度-时间作用的影响。硅、铝、钙、镁 及铁的含量十分重要，铁氧化物是的玄武岩纤维的耐化学腐蚀性和耐热性高于玻璃纤维。除了化学组成，介质的表面活性、纤维表面层的性能（表面有缺陷），及热历史对化学腐蚀性
第26卷第5期2005年10月纺 织 学 报Journal of T extile Research V ol.26,N o.5Oct.,2005 ?综合述评? 玄武岩连续纤维的基本特性 崔毅华 (嘉兴学院,浙江嘉兴 314001) 摘 要 对玄武岩连续纤维的化学成分及物理化学性能进行了研究分析,为开发新一代产业用纺织品提供依据。关键词 玄武岩连续纤维;增强纤维;化学成分;性能 中图分类号:TS 102151 文献标识码:A 文章编号:025329721(2005)0520120202 Primary properties of basalt continuous filament C UI Y i 2hua (Jiaxing Univer sity ,Jiaxing ,Zhejiang 314001,China ) Abstract The com position ,physical and chemical properties of basalt continuous filament are investigated ,providing a reference basis for developing a new generation of industrial textiles. K ey w ords basalt continuous filament ;rein forced fiber ;chemical com position ;property 作者简介:崔毅华(1946-),男,副教授,硕士。主要研究领域为产业用纺织品的研究与开发。 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1450～1500℃的高温熔融后,通过喷丝板拉伸成连续纤维 [1] 。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21世纪又一种新型的环保型纤维。 玄武岩连续纤维是用于复合材料的一种新型优质增强材料。用玄武岩连续纤维增强的复合材料其强度、化学稳定性、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璃纤维、碳纤维,广泛用于航空航天、石油化工、建筑、汽车等领域。本文对玄武岩连续纤维的化学成分和基本特性进行研究分析,为开发新一代产业用纺织品提供参考依据。 1 玄武岩连续纤维的化学成分 玄武岩连续纤维是用单一的玄武岩矿石为原料制造出来的。玄武岩是由岩浆形成的基本矿石。而玻璃纤维则由叶蜡石、石英砂、石灰石、硼钙石、硼镁石、莹石等原料制成。玄武岩连续纤维的制造省去了多种原料配料过程,同时玄武岩在池窑熔化过程 中没有硼和其它碱金属氧化物析出,在池炉排放的烟尘中无有害物质。SiO 2是玄武岩连续纤维最主要的成分,占45%～60% [2] ,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;Al 2O 3的含量也较高,占12%～19%[2] ,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;CaO 的含量为6%～12%[2] ,对提高纤维耐水的腐蚀、硬度和机械强度都是有利的; Fe 2O 3和FeO 的含量在5%～15%[2] ,含铁量高,使纤维呈古铜色;另外,玄武岩纤维中还含有Na 2O ,K 2O ,MgO 和T iO 2等成分,对提高纤维的防水性和耐 腐蚀性有重要作用。 2 玄武岩连续纤维的物化性能 211 外观特性 玄武岩连续纤维外表呈光滑的圆柱状,其截面呈完整的圆形。这是由于纤维成形过程中,熔融玄武岩被牵伸和冷却成固态的纤维前,在表面张力作用下收缩成表面积最小的圆形所致。玄武岩连续纤维由于表面光滑,所以纤维之间抱合力非常小,并影响到与树脂的复合效果。但是光滑的表面,对气体和液体通过的阻力小,因此制作过滤材料比较理想。 由于玄武岩连续纤维光滑的外表而影响了与树脂的复合效果,因此对玄武岩连续纤维的表面修饰十分必要,纤维的表面处理可采用等离子法、机械处理、阴极氧化法、电晕放电法、辐射处理、活化热处理等方法。经处理后的玄武岩连续纤维表面粗糙度增
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
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。 2．功能性优良的材料 玄武岩纤维是继碳纤维，芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维的第四大高技术纤维支柱，在许多条件下可替代碳纤维﹑芳纶纤维，在某些场合甚至比上述两种纤维性能还好。玄武岩纤维及其制品的异常优越性能具体表现在以下几个方面： （1）显著的耐高温性能和热震稳定性。玄武岩纤维的使用温度范围为－260 ℃～880 ℃，这一温度远远高于芳纶纤维、无碱E玻纤、石棉、岩棉、不锈钢，接近硅纤维、硅酸铝纤维和陶瓷纤维。 （2）较低的热传导系数。玄武岩纤维的热传导系数低于芳纶纤维、硅酸铝纤维、无碱玻纤、岩棉、硅纤维、碳纤维和不锈钢。 （3）高的弹性模量和抗拉强度。玄武岩纤维的弹性模量为：9100 kg/mm2～11000 kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙
南京关于成立玄武岩纤维生产加工公司 可行性分析报告 规划设计/投资分析/产业运营
报告摘要说明 玄武岩是一种基性喷出岩，其化学成分与辉长岩或辉绿岩相似，SiO2 含量变化于45%～52%之间，K2O+Na2O含量较侵入岩略高，CaO、Fe2O3+FeO、MgO含量较侵入岩略低。矿物成份主要由基性长石和辉石组成，次要矿物有橄榄石，角闪石及黑云母等，岩石均为暗色，一般为黑色，有时呈灰绿以 及暗紫色等。呈斑状结构。气孔构造和杏仁构造普遍。 xxx（集团）有限公司由xxx科技公司（以下简称“A公司”）与xxx实业发展公司（以下简称“B公司”）共同出资成立，其中：A公 司出资240.0万元，占公司股份68%；B公司出资120.0万元，占公司 股份32%。 xxx（集团）有限公司以玄武岩纤维产业为核心，依托A公司的渠 道资源和B公司的行业经验，xxx（集团）有限公司将快速形成行业竞 争力，通过3-5年的发展，成为区域内行业龙头，带动并促进全行业 的发展。 xxx（集团）有限公司计划总投资3748.74万元，其中：固定资产 投资2966.00万元，占总投资的79.12%；流动资金782.74万元，占总投资的20.88%。 根据规划，xxx（集团）有限公司正常经营年份可实现营业收入5300.00万元，总成本费用4126.82万元，税金及附加60.67万元，利
润总额1173.18万元，利税总额1395.67万元，税后净利润879.88万元，纳税总额515.79万元，投资利润率31.30%，投资利税率37.23%，投资回报率23.47%，全部投资回收期5.76年，提供就业职位80个。 玄武岩连续纤维是一种纯天然的无机非金属材料，是21世纪的新材料，是新材料产业中最重要的一个组成部分之一。玄武岩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,是纯天然的高技术纤维，因纤维颜色呈金褐色，又被称为“金色纤维”。
玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 玄武岩纤维水泥混凝土 应用技术手册 1、短切玄武岩纤维 玄武岩纤维是一种无机纤维材料，用纯天然火山喷出岩为原料，经1450～
1500℃高温熔融后快速拉制而成的连续纤维，其外观为金褐色，具有卓越的综合性能和较低的价格，在讲究绿色、环保、节约资源的今天，玄武岩纤维是一种理想的材料，具有广阔的应用领域和发展前景。短切玄武岩纤维是由相应的连续玄武岩纤维基材为原料短切而成的长度小于50mm，能均匀分散在水泥混凝土中的无机矿物纤维。 2、短切玄武岩纤维的特性 （1）原材料的天然性。由于生产连续玄武岩纤维的原料取决于天然的火山喷出岩，除了它与生俱来就具有很高的化学稳定性和热稳定外，其中并没有与人类健康有害的成分。 （2）性能的综合性。玄武岩纤维是名副其实的“多能”纤维。譬如既耐酸又耐碱、既耐低温又耐高温，既绝热电绝缘又隔音，拉伸强度超过大丝束碳纤维，断裂延伸率比小丝束的碳纤维还要好，具有较高的抗压缩强度、剪切强度和在耐恶劣环境中使用的适应性、抗老化性等有优异的综合性能。 （3）成本的低廉性。水泥混凝土用的玄武岩纤维价格明显低于钢纤维、碳纤维等，和合成纤维相当。 （4）天然的相容性。玄武岩纤维是典型的硅酸盐纤维，用它与水泥混凝土和砂浆混合时很容易分散，新拌玄武岩纤维混凝土的体积稳定、和易性好、耐久性好，具有优越的耐高温性、防渗抗裂性和抗冲击性。 除了它具有强度高、防渗抗裂、耐高温、耐酸碱腐蚀能力强、抗冲击性好等一系列优点外，它还在我国分布较广，价格便宜，造价低，还兼有绿色、环保、节约资源等优势，产品符合国家相关产业政策。且大量试验证明玄武岩纤维对混凝土性能有很好的改善作用，与钢纤维和合成纤维相比，玄武岩纤维的结合性更好，玄武岩纤维抗腐蚀耐锈蚀性均好于其它纤维。因此，玄武岩纤维用于水泥混凝土中有其自身的优势和特点，相比钢纤维混凝土、玻璃纤维混凝土、合成纤维混凝土和碳纤维混凝土较有明显的性能、价格等综合优势 3、玄武岩纤维的技术指标 随着国家863计划“玄武岩纤维及其复合材料”等课题的研发完成，《水泥混凝土和砂浆用玄武岩纤维》（GB/T 23265-2009）国家标准及《公路工程玄武岩纤维及其制品第1部分：玄武岩短切纤维》（JT/T ）交通部标准的实施，玄
“点石成金”当梦想遭遇现实 ——连续玄武岩纤维产业的发展现状及思考 浙江石金玄武岩纤维有限公司胡显奇 “点石成金曾是一种神话，一种比喻，如今这种梦想已经成真，人们用普通的石头——玄武岩拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例。”这是长期从事地质与环境研究的中国科学院院士刘嘉麒在《绿色高新材料——玄武岩纤维具有广阔前景》一文中所作的阐述。然而，当“点石成金”神奇而美好的梦想遭遇现实时，却并不浪漫和乐观，发展的道路崎岖坎坷，先驱者要披荆斩棘，更要经受凤 凰涅槃的洗礼。 连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fiber，以下简称CBF）是以火成岩中的玄武岩为唯一原料，在1450℃～1500℃条件下进行熔融拉丝而成的纯天然连续纤维。其突出的综合性能使之有望发展成为国防安全和国民经济发展领域不可或缺的重要基础材料之一。但确切地说，与其它高技术纤维一样，目前CBF在中国乃至在全球的发展状况还不足以成为“产业”。不过，作为一种代表未来绿色材料发展方向的纯天然高技术纤维，尤其是作为新资源产业，玄武岩纤维终将破茧而出。在此，笔者结合自己从事CBF研究、开发、生产和营销8年多来的实践和思考谈一些也许并不成熟的看法，供关注CBF产业发展的政府部门、专家学者、投资者和企业界人士参考。 现状——激流涌动 回眸玄武岩纤维在前苏联于1985年获得初级生产技术后的这一段发展历程，不难发现其发展历程呈现出了“U”字型轨迹。1991年的苏联解体对CBF产业造成了极大的影响，在随后的十几年时间里，发展陷于停滞。近5年，随着世界经济
的高速发展和环境友好概念的深入人心，CBF再次走向前台。目前全世界只有乌克兰、俄罗斯、格鲁吉亚、中国、韩国、奥地利、比利时和德国等少数国家拥有CBF工业生产技术，全世界生产厂家不超过20家。主要集中于乌克兰、俄罗斯和中国，形成了“三足鼎立”的格局（见表1）。 表1：世界CBF生产商情况统计 从熔融拉丝使用的能源来分类，其炉型大致可以分为3种：一是以天然气或液化气为能源的火焰炉，以俄罗斯Kamenny Vek公司和我国的成都拓鑫公司为代表；二是全电熔炉，以我国的浙江石金公司为代表；三是气电结合炉 我国从2005年有小规模生产开始，6年间进入到连续玄武岩纤维领域的企业达到了6家以上，他们分别是：横店集团控股的“浙江石金玄武岩纤维有限公司”（由横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司与浙江得邦高技术纤维有限公司合并而成）、中国航天科技集团控股的“四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司”、辽宁营口百盛纤维制品有限公司、牡丹江电力公司控股的“牡丹江金石玄武岩纤维有限公司”、辽宁阜新煤矿控股的“辽宁金石科技集团有限公司”、辽宁营口市宏源科技有限公司和山西亚鑫煤焦化有限公司投资的“山西巴塞奥特科技有限公司”等。值得注意的是，在这一轮投资热潮中，国内外很少有大型玻璃纤维企业直接参与到玄武岩纤维产业的投资过程中，参与投资的股东绝大部分是非业内的。 未来随着全球对环保绿色新材料需求的不断增长，将有力地推动CBF产业的快速发展。笔
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。