连续玄武岩纤维的发展及应用前景精编
W O R D版
IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
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。
2.2功能性优良的材料
CBF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）显着的耐高温性能和热震稳定性。CBF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；热震稳定性好，在500℃温度下保持不变, 在900℃时原始重量仅损失3%[5]。
（2）较低的热传导系数。CBF的热传导系数为0.031 W/m·K～0.038 W/m·K,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。CBF的弹性模量为：9100 kg/mm2～11000 kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维。CBF 的抗拉强度为3800～4800 MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。
（4）化学稳定性好。CBF的耐酸性和耐碱性均比铝硼硅酸盐纤维好[6～7]。其耐久性﹑耐候性﹑耐紫外线照射﹑耐水性﹑抗氧化等性能均可与天然玄武岩石头相比美。
（5）吸音系数较高。CBF的吸音系数为0.9～0.99,高于无碱玻纤和硅纤维；优良的透波性和一定的吸波性，吸音和隔音性能优异，具有良好的隐身性能, 可制做隐身材料。
（6）良好的电绝缘性和介电性能。CBF的比体积电阻较高为1×1012Ω·m,大大高于无碱玻纤和硅纤维；体积电阻率比电绝缘E玻璃纤维高一个数量级, 介电损失角正切高50 %。
（7）较低的吸湿性。CBF的吸湿性低于0.1 %,低于芳纶纤维、岩棉和石棉。
（8）天然的硅酸盐相溶性。与水泥﹑混凝土的分散性好，结合力强，热胀冷缩系数一致，耐候性好。
表1给出了CBF与各种纤维材料的物理性能对比。
表1 CBF与各种纤维材料的物理性能对比?
3玄武岩纤维（CBF）的应用
3.1防火隔热领域的应用
CBF用于防火服正处于起步阶段，由于其本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。CBF是无机纤维，具有不燃性、耐温性（－269℃～650℃）、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是比重较芳纶纤维大，穿着的舒适感不如芳纶纤维防火服。如果CBF与其它纤维混纺可制成阻燃面料，用于部队的相关装备显然是有明显优势的。
CBF织成的防火布耐高温、隔热效果好、无熔融滴落、无有毒气体排出、无热收缩，是防火服、防火毯、防火帘的优良材料，耐温可高达650 ℃，极限氧指数大于68，大大优于芳纶等到有机纤维。CBF的高温使用性能虽然低于氧化铝纤维、碳化硅纤维，但是高于所有的有机纤维，而且其超低温使用性能是最好的。再从性价比看，CBF价格是所有高性能纤维中最低的。国外一直将杜邦的Kavlar、Nomex、Teflon作为防火面料的首选，虽然具有抗高温、抗化学反应的性能，但是在370 ℃以上的高温下被碳化和分解。CBF用于防火服正处于起步阶段，由于其起本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。玄武岩纤维是无机纤维，具有不燃性、耐温性（－269℃～700℃）、无有毒气体排出、绝热性
好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是重量较芳纶纤维大，穿着的舒适感不如芳纶纤维防火服。
3.2在过滤环保领域的应用
CBF是一种新型的绿色环保材料，可用于环保领域有害介质、气体的过滤、吸附和净化，特别是在高温过滤领域，CBF的长期使用温度是650℃，远优于传统过滤材料，是过滤基布、过滤材料、耐高温毡的首选材料。
目前过滤材料主要有天然纤维、各种合成纤维、各种无机纤维和金属纤维。由于对耐高温提出了更高的要求，又引进了Nomex、Procon、Torcon、Basfil、P84等。但是，目前所有的过滤材料都不能解决过滤高温介质的问题，而CBF可以在-269~650 ℃的范围内长期使用，它的耐高温性能是其它材料所无法比拟的。加拿大亚伯力（Albarrie）公司是一家有30多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将CBF用作过滤针刺毡的支基布已经有10多年的历史了。
3.3 CBF增强树脂基复合材料的应用
CBF具有良好的技术特性：低容重，低导热率，低吸湿率和对腐蚀介质的化学稳定性，能够降低结构重量，形成新型结构材料。利用这些特性，在军品和民品领域有广泛的应用。玄武岩纤维增强树脂基复合材料是制造坦克装甲车辆的车身材料，可减轻其重量；用于制造火炮材料，尤其是用于炮管热护套材料可以大大提高火炮的命中率和射击精度。在枪弹、引信、弹匣、大口径机枪枪架、坦克装甲车辆的薄板装甲、汽车发动机罩、减振装置等等方面有大量的应用。在船舶工业中可大量用于船壳体、机仓绝热隔音和上层建筑；用CBF蜂窝板可制成火车车厢板，既减轻了车厢的重量，又是一种良好的阻燃材料。
CBF具有良好的增强效应。单纤维拔丝试验表明，CBF与环氧聚合物的粘合能力高于E玻璃纤维，而且在采用硅烷偶联剂处理后其粘合能力还会进一步提高，因此，玄武岩纤维可以代替即将禁用的石棉来作为耐高温结构复合材料、橡胶技术制品等增强材料，也可用于制作制动器、离合器等磨擦片的增强材料。表2为各种纤维增强环氧树脂复合材料的机械性能比较。
表2 各种纤维增强环氧树脂复合材料的机械性能比较[2]
另外，CBF还是碳纤维的低价替代品，具有一系列优异性能。尤为重要的是，由于它取自天然矿石而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的、不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品。所以玄武岩纤维在复合材料的增强材料领域的应用，已引起广泛的重视并将快速发展。
3.4在电子技术领域的应用
CBF具有良好的介电性能。其含有较多的导电氧化物，是不适合做介电材料的，但是采用某种浸润剂处理纤维表面后，其介电损失角正切比常规玻纤大大降低，它的体积电阻率比E玻璃纤维高1个数量级，所以 CBF非常适合用于耐热介电材料[1]。
CBF是优良的绝缘材料，利用这一介电特性和吸湿率低、耐温好的特性，可以制成高质量印刷电路板，此外，CBF还可以用作风力发电叶片的增强材料[8]。
4玄武岩纤维（CBF）生产工艺
虽然CBF的生产技术看似简单，但实际上颇为复杂，需要很多的技术诀窍。为实现高质量玄武岩的工业生产，需要考虑各方面的技术复杂性和设计专用设备。
图1为目前典型的CBF生产工艺流程：首先要选用合适的玄武岩矿原料，经破碎，清洗后的玄武岩原料储存在料仓1中待用，经喂料器2用提升输送机3输送到定量下料器4喂入单元熔窑，玄武岩原料在1500℃左右的高温初级熔化带5下熔化，目前玄武岩熔制窑炉均是采用顶部的天然气喷嘴6的燃烧加热。熔化后的玄武岩熔体流入拉丝前炉7，为了确保玄武岩熔体充分熔化，其化学成分得到充分的均化以及熔体内部的气泡充分的挥发，一般需要适当提高拉丝前炉中的熔制温度，同时还要确保熔体在前炉中的较长停留时间。最后，玄武岩熔体进入两个温控区，将熔体温度调至约1350℃左右的拉丝成型温度，初始温控带用于“粗”调熔体温度，成型区温控带用于“精”调熔体温度。来自成型区的合格玄武岩熔体经200 孔的铂铑合金漏板8拉制成纤维，拉制成的CBF在施加合适浸润剂9后经集束器10及纤维张紧器11，最后至自动绕丝机12[9]。
1-料仓；2-喂料器；3-提升输送机；4-定量下料器；5-原料初级熔化带；6-天然气喷嘴；7-二级熔制带（前炉）；8-铂铑合金漏板；9-施加浸润剂；10-集束器；11-纤维张紧器；
12-自动卷丝机
图1 CBF生产工艺流程
尽管连续玄武岩纤维在各个方面表现出优异的特性，但是如果想要将这些特性发挥出来，仍有一些技术上困难要去克服。
5目前面临的问题
5.1玄武岩成分波动大
CBF的生产存在一些困难。不同类型的玄武岩矿石具有不同的特性和化学结构。由于玄武岩是由地球熔岩形成的，因此造成它的先天不足，就是其成分的波动，不仅不同矿床成分波动较大，就是同一矿点化学成分也有一定的波动范围。这就直接导致了玄武岩纤维性能波动大，使其在高端领域上的大量应用受到限制。制造CBF对使用的玄武岩原料有一定的选择性，一般要求玄武岩原料中的基本没有耐高温的晶相，这种晶相在不完全的熔制工艺中易形成二次结晶的晶核而影响玄武岩拉丝过程的稳定性[9]。
5.2生产过程中的消耗成本
连续CBF主要成本集中在所用的天然气燃料，铂铑合金漏板的消耗量及其使用寿命。
(1)较高的能源价格
我国天然气的价格较高，为了保证连续玄武岩纤维的生产成本，就必须改造矿石熔化炉，燃气-空气系统，燃气烧喷的结构，采用新工艺技术，新型能源供应系统，新的耐火材料和保温材料[10]。
(2)铂铑合金漏板的消耗
连续玄武岩生产过程中随着漏板温度的提高，高温蠕变会影响到纤维成型过程的稳定
性及漏板的使用寿命，熔体中的含铁类氧化物成分会明显增加对铂铑合金的侵蚀，铂铑拉
丝用漏板也是玄武岩纤维生产工艺中的关键设备之一，它直接影响着纤维生产的效率，纤
维的质量及检修周期，最终影响玄武岩纤维的生产成本。能否实现2000 吨以上的池窑化
生产和1200～2000孔多孔大漏板拉丝工艺还有待研究[3]。
6结论与展望
从全球的发展水平看，全世界玄武岩纤维的技术及规模尚处于初级阶段，这给我们追
赶乃至超过国外的先进技术水平提供了很大的发展空间和市场机遇。我们要充分认识到：
第一，我国连续玄武岩纤维与发达国家的巨大差距和亟待强化发展的重要意义；第二加强
工艺及设备的工程化配套研究，进一步加强高新技术纤维产业信息化和标准化工作的重要性，由浙江石金玄武岩纤维有限公司牵头制订的《水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》（GB/T 23265—2009）国家技术标准在列。这是我国乃至全球第一个有关玄武岩纤维的国
家级技术标准，将于今年11月5日全面实施。我们也要继续努力进一步加强相关检测标
准制定，推动连续玄武岩产业安全和可持续发展。
参考文献:
[1]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.
[2]王岚, 陈阳, 李振伟. 连续玄武岩纤维及其复合材料的研究[J].玻璃钢/复合材料, 2000(6): 22－24.
[3]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.
[4] 陈阳. 一种新型矿物棉材料-连续玄武岩纤维[J]. 保温材料与节能技术,
1999(3): 18－21.
[5] 胡显奇，申屠年.连续玄武岩纤维在军工及民用领域的应用[J].高科技纤维与应用，2005,30(6):7-13
[6] 陈阳,王岚,李振伟.玄武岩纤维性能及应用[J].新型建筑材料, 2000(8):29.
[7] RAB NOV ICH F N,ZUEVA V N, MAKEEVA L V.Stability of basalt fibers in a medium of hydrating cement[J]. Glass and Ceramics, 2001（58）：11-12.
[8] 李新娥.连续玄武岩纤维的研发及其应用.第八届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C].宁波：北京纺织工程学会，2008：166-170.
[9] 李平，智欧.正确认识玄武岩纤维[J].玻璃纤维，2008（3）：35-41.
[10] 谢盖尔.玄武岩纤维的特性及其在中国的应用前景.玻璃纤维，2005（5）:44-48.
(作者单位：辽宁纤维检验局)
我国玄武岩纤维产业发展现状
自2002年9月科技部将“玄武岩连续纤维及其复合材料”项目列入国家863计划，玄武岩连续纤维产业已经在中国走过八个年头。俗话说万事开头难，处于创业期里的中国玄武岩纤维产业在曲折起伏中努力前行。为了不重演碳纤维的覆辙，国家曾给予玄武岩纤维很大地关注和支持。然而随着时间的推移，工艺技术不成熟、产品性能不稳定、相关标准体系不完善加之金融危机导致的全球经济不景气，让刚起步的中国玄武岩纤维产业步履蹒跚，一些走在前面的企业不幸成为先烈。
一、行业运行现状
1、企业现状截止到2010年上半年，国内已经实现生产的玄武岩纤维企业主要有浙江石金、四川航天拓鑫、牡丹江金石、山西巴塞奥特、阜新矿业、营口洪源等几家，2009年全行业粗略统计年产量在2000吨左右，其中浙江石金、航天拓鑫和阜新矿业的规模稍大。销售方面各企业的产品销售率普遍不高，库存积压较多。表1 我国现有玄武岩纤维生产企业及其基本情况
目前国内企业所能生产的玄武岩连续纤维直径最细在6微米左右，各厂家大都以9-13微米纤维为主打产品。原丝强度0.50-0.55N/Tex，比无碱玻纤略高，但波动性比较大。根据国外的研究资料来看，玄武岩纤维的强度可达3300Mpa以上，折算过来单丝强度应该在1.179 N/Tex，由此可见，在现有的生产工艺条件下，原纱的单丝强力利用率还比较低。因此需要通过进一步的技术改进和规范管理，来稳定和提高纤维的质量。另外玄武岩纤维也被尝试用作功能性材料，通过近几年应用实践发现，玄武岩纤维的耐化学性能较为稳定，但热学性能表现与之前实验室研究得出的结论出入较大，需要重新进行研究分析。
2、工艺技术水平
炉窑方面，目前国内玄武岩纤维生产工艺主要有全电熔炉和气电结合炉两种。其中由四川航天拓鑫玄武岩实业有限公司自主研制的气电结合炉玄武岩纤维生产成套设备，被西方人称为新型模块式玄武岩纤维生产设备，并被认为是符合低能耗发展方向，其经验对于玄武岩纤维技术的发展产生了新的促进作用。漏板方面，目前各企业已经在完善200孔漏板拉丝工艺的基础上，逐步尝试400孔漏板和多漏板熔炉技术。另外漏板温度控制和热换漏板技术都已经比较成熟，漏板使用寿命也正逐步延长，200孔漏板寿命已经基本能达到3个月以上。
3、制品开发与市场推广应用情况
目前的玄武岩纤维还谈不上制品深加工，只能依靠各纤维生产厂家根据市场需求，参照玻璃纤维制品的生产工艺进行制品开发，并以委托代加工的方式进行样品生产实践，有的企业甚至没有自己专门的产品研发团队。因此研发周期往往不能自主控制，研发结果与研发预期相差较远，效果大打折扣。目前玄武岩纤维涉及到的应用领域主要是建筑结构补强、道路交通和玻璃钢三大领域。近年来，一些与玄武岩纤维相关的标准陆续颁布实施，如《GB/T 23265-2009 水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》、《JT/T 776-2010 公路工程玄武岩纤维及其制品》等，另外在《JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范》、《GB/T 6719-2009 袋式除尘器技术要求》等标准中也有所提及，这为玄武岩纤维的普及推广奠定了基础。
玄武岩纤维的应用领域概述
由于玄武岩纤维具有上述优异的性能，其应用领域相当广泛，国内外主要将其用于制备摩擦材料、热绝缘材料、造船材料、过滤材料、军工和航空航天材料以及水泥基复合材料等。
1 摩擦材料
1971年美国专利US3896075就提出了用玄武岩棉替代石棉用于摩擦材料，使用的玄武岩棉是通过离心喷吹法制得的，纤维平均直径为10～11m，在干法混料时要求纤维的长度不超过2.5mm，专利所使用的配方中玄武岩棉所占的质量分数为40％～60％，树脂为8％～
15％，其他为填料和添加剂。用该方法制成的摩擦片高温性能好、摩擦系数稳定，比传统的石棉摩擦材料具有更高的剪切强度和更好的抗折强度。
2 隔热材料
玄武岩材料在建筑上是很好的保湿材料，做蒙古包用其隔热保温性能比羊毛好，而且不燃烧。
3 造船材料
匈牙利研究将玄武岩纤维用于造船业。用玄武岩连续纤维材料所造船艇，除较高力学性能之外，还获得较好的耐海水性、耐热性及隔音性，使船内环境改善。玄武岩连续纤维还具有良好的加工性，可用于制造非织造布以及多种复合织物。据称，低价的玄武岩连续纤维非织造布，能使船体质量减轻，成本与使用E-玻璃纤维非织造布相同。Kamenny Vek公司现可生产多种玄武岩连续纤维织物，满足有关造船的需要。
4 过滤材料
加拿大亚伯力(Albarrie)公司是一家有30多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将玄武岩纤维用作过滤针刺毡的基布已经有10多年的历史了。俄罗斯与乌克兰用玄武岩制成的过滤布等已经完全能在高温条件下工作。
5 军工、航空航天材料由于高温下的稳定性，以玄武岩连续纤维为增强材料制成各种性能优异的复合材料，在火箭、导弹、战斗机、核潜艇、军舰、坦克等武器装备的国防军工领域及航空航天领域也有广泛的应用。它可以促进军队武器装备的升级换代，增强军队的战斗力，可在某些领域替代碳纤维，节约相关武器装备的制造成本。
6 玄武岩纤维在水泥基复合材料中的应用前景展望虽然国内用玄武岩增强水泥或混凝土的例子还不多，但从其性能看，玄武岩纤维与其他增强纤维比对水泥或混凝土具有较好的增强效果。例如用玄武岩纤维增强铁路水泥枕木可解决其耐久性，尤其适合在青藏高原等气候多变地区使用。由于抗碱性较好，据估计玄武岩纤维混凝土可使用50～100年。用玄武岩纤维增强水泥基复合材料还可降低制品的成本。玄武岩纤维可用来代替钢筋增强混凝土。钢筋增强混凝土板是一种在路桥建筑中普遍使用的混凝土制品。钢筋长期在水泥中容易产生锈蚀造成建筑结构的破坏。国外于上世纪90年代开始推广用玻璃纤维增强筋来替代钢筋。研究表明玻璃纤维的拉伸强度高于钢筋，受水泥的侵蚀远远低于钢筋，尤其是对于直接暴露在易遭受海水、海风影响的沿海地区的建筑、桥梁、公路、停车场，更能体现出用玻璃纤维增强比钢筋优越的特性。而玄武岩纤维的抗碱性能优于玻璃纤维，拉伸强度也更高一些，更可大大提高混凝土制品的使用寿命。由于玄武岩纤维具有较高的强度、弹性模量、耐高温和优良的耐化学腐蚀性能，其在水泥基复合材料中有广阔的应用前景。用玄武岩短纤维或连续纤维编织物、无捻粗纱制成的材料，为在加固堤坝、水电站水坝、高速公路和立交桥以及沥青混凝土路面、飞机起落跑道等重要且经常受到高湿度、酸、碱、盐类介质作用的建筑结构中的应用开辟了广阔的前景。
连续玄武岩纤维(CBF)的发展及应用前景
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应用领域，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。
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，成功地将该项技术应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应用的情况。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的推广应用，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。
2.2功能性优良的材料
CBF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）显着的耐高温性能和热震稳定性。CBF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；热震稳定性好，在500℃温度下保持不变,在900℃时原始重量仅损失3%[5]。
（2）较低的热传导系数。CBF的热传导系数为0.031W/m·K～0.038W/m·K,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。CBF的弹性模量为：9100kg/mm2～11000kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维。CBF的抗拉强度为3800～4800MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。
（4）化学稳定性好。CBF的耐酸性和耐碱性均比铝硼硅酸盐纤维好[6～7]。其耐久性﹑耐候性﹑耐紫外线照射﹑耐水性﹑抗氧化等性能均可与天然玄武岩石头相比美。
（5）吸音系数较高。CBF的吸音系数为0.9～0.99,高于无碱玻纤和硅纤维；优良的透波性和一定的吸波性，吸音和隔音性能优异，具有良好的隐身性能,可制做隐身材料。
（6）良好的电绝缘性和介电性能。CBF的比体积电阻较高为1×1012Ω·m,大大高于无碱玻纤和硅纤维；体积电阻率比电绝缘E玻璃纤维高一个数量级,介电损失角正切高50%。
（7）较低的吸湿性。CBF的吸湿性低于0.1%,低于芳纶纤维、岩棉和石棉。
（8）天然的硅酸盐相溶性。与水泥﹑混凝土的分散性好，结合力强，热胀冷缩系数一致，耐候性好。
3玄武岩纤维（CBF）的应用
3.1防火隔热领域的应用
CBF用于防火服正处于起步阶段，由于其本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。CBF是无机纤维，具有不燃性、耐温性（－269℃～650℃）、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是比重较芳纶纤维大，穿着的
舒适感不如芳纶纤维防火服。如果CBF与其它纤维混纺可制成阻燃面料，用于部队的相关装备显然是有明显优势的。
CBF织成的防火布耐高温、隔热效果好、无熔融滴落、无有毒气体排出、无热收缩，是防火服、防火毯、防火帘的优良材料，耐温可高达650℃，极限氧指数大于68，大大优于芳纶等到有机纤维。CBF的高温使用性能虽然低于氧化铝纤维、碳化硅纤维，但是高于所有的有机纤维，而且其超低温使用性能是最好的。再从性价比看，CBF价格是所有高性能纤维中最低的。国外一直将杜邦的Kavlar、Nomex、Teflon作为防火面料的首选，虽然具有抗高温、抗化学反应的性能，但是在370℃以上的高温下被碳化和分解。CBF用于防火服正处于起步阶段，由于其起本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。玄武岩纤维是无机纤维，具有不燃性、耐温性（－269℃～700℃）、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是重量较芳纶纤维大，穿着的舒适感不如芳纶纤维防火服。
3.2在过滤环保领域的应用
CBF是一种新型的绿色环保材料，可用于环保领域有害介质、气体的过滤、吸附和净化，特别是在高温过滤领域，CBF的长期使用温度是650℃，远优于传统过滤材料，是过滤基布、过滤材料、耐高温毡的首选材料。
目前过滤材料主要有天然纤维、各种合成纤维、各种无机纤维和金属纤维。由于对耐高温提出了更高的要求，又引进了Nomex、Procon、Torcon、Basfil、P84等。但是，目前所有的过滤材料都不能解决过滤高温介质的问题，而CBF可以在-269~650℃的范围内长期使用，它的耐高温性能是其它材料所无法比拟的。加拿大亚伯力（Albarrie）公司是一家有30多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将CBF用作过滤针刺毡的支基布已经有10多年的历史了。
3.3CBF增强树脂基复合材料的应用
CBF具有良好的技术特性：低容重，低导热率，低吸湿率和对腐蚀介质的化学稳定性，能够降低结构重量，形成新型结构材料。利用这些特性，在军品和民品领域有广泛的应用。玄武岩纤维增强树脂基复合材料是制造坦克装甲车辆的车身材料，可减轻其重量；用于制造火炮材料，尤其是用于炮管热护套材料可以大大提高火炮的命中率和射击精度。在枪弹、引信、弹匣、大口径机枪枪架、坦克装甲车辆的薄板装甲、汽车发动机罩、减振装
置等等方面有大量的应用。在船舶工业中可大量用于船壳体、机仓绝热隔音和上层建筑；用CBF蜂窝板可制成火车车厢板，既减轻了车厢的重量，又是一种良好的阻燃材料。
CBF具有良好的增强效应．单纤维拔丝试验表明，CBF与环氧聚合物的粘合能力高于E玻璃纤维，而且在采用硅烷偶联剂处理后其粘合能力还会进一步提高，因此，玄武岩纤维可以代替即将禁用的石棉来作为耐高温结构复合材料、橡胶技术制品等增强材料，也可用于制作制动器、离合器等磨擦片的增强材料。表2为各种纤维增强环氧树脂复合材料的机械性能比较。
表2各种纤维增强环氧树脂复合材料的机械性能比较[2]
另外，CBF还是碳纤维的低价替代品，具有一系列优异性能。尤为重要的是，由于它取自天然矿石而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的、不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品。所以玄武岩纤维在复合材料的增强材料领域的应用，已引起广泛的重视并将快速发展。
3.4在电子技术领域的应用
CBF具有良好的介电性能。其含有较多的导电氧化物，是不适合做介电材料的，但是采用某种浸润剂处理纤维表面后，其介电损失角正切比常规玻纤大大降低，它的体积电阻率比E玻璃纤维高1个数量级，所以CBF非常适合用于耐热介电材料[1]。
CBF是优良的绝缘材料，利用这一介电特性和吸湿率低、耐温好的特性，可以制成高质量印刷电路板，此外，CBF还可以用作风力发电叶片的增强材料[8]。
4玄武岩纤维（CBF）生产工艺
虽然CBF的生产技术看似简单，但实际上颇为复杂，需要很多的技术诀窍。为实现高质量玄武岩的工业生产，需要考虑各方面的技术复杂性和设计专用设备。
尽管连续玄武岩纤维在各个方面表现出优异的特性，但是如果想要将这些特性发挥出来，仍有一些技术上困难要去克服。
5目前面临的问题
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。
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
连续玄武岩纤维的发展及应用前景 1.2国发展研究现状 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年工业大学研究院与航天万欣科技组建了航天拓鑫科技，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，承担该课题项目的俄金碳材料科技(由黄金屋真空科技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月成立了横店集团俄金玄武岩纤维。经近两年来的技术开发，横店集团俄金玄武岩纤维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，发展中的横店集团俄金玄武岩纤维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。 2.2功能性优良的材料 CBF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。CBF的使用温度围为－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、硅酸铝纤维和瓷纤维；热震稳定性好，在500℃温度下保持不变, 在900℃时原始重量仅损失3%[5]。 （2）较低的热传导系数。CBF的热传导系数为0.031 W/m·K～0.038 W/m·K,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。CBF的弹性模量为：9100 kg/mm2～11000 kg/mm2，高于无碱玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维。CBF 的抗拉强度为3800～4800 MPa，比大丝束碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维都要高，与S玻璃纤维相当。 （4）化学稳定性好。CBF的耐酸性和耐碱性均比铝硼硅酸盐纤维好[6～7]。其耐久性﹑耐候性﹑耐紫外线照射﹑耐水性﹑抗氧化等性能均可与天然玄武岩石头相比美。 （5）吸音系数较高。CBF的吸音系数为0.9～0.99,高于无碱玻纤和硅纤维；优良的透波性和一定的吸波性，吸音和隔音性能优异，具有良好的隐身性能, 可制做隐身材料。
（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
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
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。
连续玄武岩纤维的发展与应用 1、摘要（双文） 2、定义 3、组成3 33 26 9 、基本物理、力学、化学性质57 （图） 4、构件力学性能 5、生产工艺原料天然玄武岩可成纤的条件8 35 26（方法流程设备8） 6、国内外生产现状7（生产厂家1、进展和存在的问题） 7、应用方面及现状各行业（土工、军工。。。） 8、发展前景19 9 9、参考文献总结（外文？？？）
前言 2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。23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。 10众所周知，地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成。玄武岩属于火成岩的一种，是一种以SiO2和Al2O3为主的矿物岩石。23连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fiber,简称CBF)是前苏联经过了30多年的研究开发的高科技纤维。3在整个生产和应用过程中无环境污染,属于绿色生态材料[1,2]。23 CBF是以天然的火山喷出岩(玄武岩矿石)作为原料,将其破碎后加入熔窑中,在1 450℃~1 500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。10目前CBF 的研究重点在CBF的制备和应用上。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，CBF具有许多独特的优点，如突出的力学性能、耐高温、可在-269～650℃范围内连续工作，耐酸碱，吸湿性低，此外还有绝缘性好、绝热隔音性能优异、良好的透波性能等优点。以CBF为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于航空航天、建筑、化工、医学、电子、农业等军工和民用领域，23尤其是最近几年,中国也有了CBF的批量生产,因此迫切需要开展玄武岩纤维及其增强复合材料的应用研究。 23 康婷白应生玄武岩纤维的特性及其在防护工程领域的应用山西建筑第34卷第11期 2 0 0 8年4月185 186 10 齐风杰，李锦文，李传校，魏化震，高永忠连续玄武岩纤维研究综述高科技纤维与应用第31 卷第2期2006年4月42-46 3 吕海荣,杨彩云,韩大伟复合材料用玄武岩增强纤维的性能研究材料工程/ 2009年增刊89-91 1 2 [1]谢尔盖,李中郢.玄武岩纤维材料的应用前景[J] .纤维复合材料, 2003,17(3):17-20. [2]崔毅华.玄武岩连续纤维的基本特性[J] .纺织学报,2005,26(5): 57-60. 3 1玄武岩纤维的组成与结构 1.1玄武岩纤维的组成 玄武岩纤维的成分几乎囊括了地壳中的所有元素,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。玄武岩的化学组成如表1所示[5] https://www.doczj.com/doc/4112421329.html,
玄武岩是一种坚硬的高密度火山岩，主要由斜长石、辉石、橄榄石、铁质氧化物等矿物组成。矿物单体间隙由玻璃质充填而形成岩石，外观呈黑灰色。此类矿物通常由火山地热作用形成，分布于全球各地，每个矿床总体成份略有差异，但总体物理化学性能及成份范围大致相同。由于玄武岩具有硬度高、耐磨、耐水、耐酸碱腐蚀的特性，常用于铺路和建筑。但玄武岩可以制成几微米直径的连续纤维可纺纱、织布，制成具有独特物理化学性能的产品却鲜为人知。现就笔者所知作扼要介绍： 一、连续玄武岩纤维的开发与发展 玄武岩纤维是人类受“天工造物”的启迪：发现正在喷发的火山岩浆被劲风吹散成棉絮状随风飘荡，形成了天然无序的原始玄武岩短纤维（棉）。玄武岩纤维的研发首先从前苏联开始。二十世纪六十年代前苏联国防科研部就开始研发玄武岩纤维。连续玄武岩纤维（美国简称BCF、俄罗斯RU、乌克兰BC）于1985年在乌克兰率先实现了工业化，产品全部用于国防军工和航天航空领域。连续玄武岩纤维的生产工艺与玻璃纤维相似。主要区别是省却了复杂的配料工序，无有毒有害的化工原料（纯碱、硼砂、砒霜、氟化物等）加入。因而，生产中无空气污染。生产方法是把玄武岩粉碎后直接投入到窑炉中，经1450℃～1500℃熔融后，从铂铑合金的漏孔中流出直接拉制成无限长的连续纤维。可直接纺纱织布，也可以直接做缠绕纱、短切纱直接使用。产品呈深棕色，有金属光泽。 由于玄武岩原料来源广泛，价格便宜，无污染。产品性能优异，用途广泛，继前苏联之后，美国、德国、日本等一些科技发达国家都加强了对连续玄武岩纤维的研究开发。七十年代，美国在华盛顿州立大学建立了试验室，研究连续玄武岩纤维制造技术。2003年，美国军方又不惜重金收购了刚建立不久的连续玄武岩纤维工厂。工厂就设在美国南部阿拉巴马军事基地，产品100％用于军工。日本于1991年开始从乌克兰购买玄武岩纤维，2001年又投资4000万美元扩建原工厂，产品全部运回国内。 随着科学技术的发展和对连续玄武岩纤维优异性能认识的不断深入，加
连续玄武岩纤维的发展及应用前景精编 W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
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
万方数据
合成纤维工业２００７年第３０卷 图２玄武岩纤维试样 Ｆｉｇ．２ＢａｓａｌｔｆｉｂｅｒｓａＩＩｌｐｌｅｓ ２结果与讨论 ２．１玄武岩连续纤维原料 从表１可知，３个试样的ｓｉＯ：、Ａ１：０，及铁的含量基本与格鲁吉亚玄武岩接近；试样１，２的Ｃａ０含量比格鲁吉亚玄武岩少了近一半，而试样３与其基本相同；试样３的Ｍ９０含量也与格鲁吉亚玄武岩的情况基本相似，试样１，２则相差２％左右；其中，碱性氧化物（Ｎａ：Ｏ＋Ｋ：Ｏ）的含量依次为５．２７％、６．３５％、６．６６％，格鲁吉亚玄武岩则为５．２６％，都属于中碱矿物（中碱：２．５％～９．５％）。因此，以这３个试样所在矿区进行原矿采集来作为生产玄武岩连续纤维的原料。 表１试样化学组成比较 Ｔａｂ．１Ｃｏｍｐａｒｉ∞ｎｏｆ鼢ｍｐｌｅｓ’ｃｈｅｍｉ∞ｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ２．２坩埚对纤维成形的影响 实验采用了刚玉莫来石坩埚、氧化铝氧化铬坩埚，如图３所示。刚玉莫来石坩埚内孑Ｌ径为８０ｍｍ，出料口处的孔径为２０ｍｍ，高度为１５ｍｍ，壁厚均匀，为１２ｍｍ，总高度为２７５ｍｍ，坩埚的凸缘１２０ｍｍ，是为了便于坩埚的取放。氧化铝氧化铬坩埚是经过改进的分体式坩埚，其腔内径８０ｍｍ，为了保证与下面衬垫的配合，将熔料的型腔内径设计为西６０ｍｍ，壁厚为１０ｍｍ，外形直径为１００ｍｍ。将坩埚两分体的高度分别设计为１３０ｍｍ，７２ｍｍ。漏板直径为７８ｍｍ，漏孔孔径设计为８ｍｍ。 ａ．刚玉莫来石坩埚ｂ．分体式坩埚 图３坩埚的结构 Ｆｉｇ３Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｃｍｃｉｂｌｅｓ 改进的分体式坩埚Ｈｏ与刚玉莫来石坩埚相比，熔料熔化的均匀性有所改善，其主要原因为改进的坩埚能对原料进行二次熔化，熔料经过第一次熔化后，流入坩埚的第二层型腔，再次熔化达到成型的粘度，故其熔料的熔化均匀性得到了改善； 改进的坩埚解决了侧漏现象，其主要原因为原配坩埚的底部与坩埚配合处的部位变形较大，且直接以圆柱面进行配合，故配合精度不高，改进的坩埚因采用带台阶的漏嘴，且改进的坩埚底部经机加工圆度较高，因而漏嘴与坩埚的配合度较高，再加上原料和熔岩的压力作用，使坩埚与漏嘴的配合更加紧密从而解决了侧漏的问题。 在各保温段分体式坩埚漏嘴部位的温度一般会比炉温约高２０℃，其主要原因是坩埚漏嘴处于加热装置的正中间位置，从而使漏嘴处的加热效果比原有的要好得多，再者由于积热的结果。 但是，分体式坩埚会出现破裂，是因为陶瓷材料Ａ１：０，经不起温度的剧变，才会在冷却过程中出现裂纹，再者陶瓷坩埚易出现漫流和渗透现象。 漏板中好多漏孔无料流出主要原因为漏板的孔径太小，不利于熔岩的流出。 ２．３漏嘴对纤维成形的影响 实验中，选择了３种材料（刚玉莫来石、不锈钢１Ｃｒｌ８Ｎｉ９Ｔｉ、不锈钢ＯＣｒ２５Ｎｉ２０）３种结构的油嘴，经多次实验，比较最后确定，采用图４漏嘴进行实验，漏嘴的孔径及厚度实验结果见表２，表３。 图４不锈钢０Ｃｒ２５Ｎｉ２０漏嘴结构示意 Ｆｉｇ．４Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａ铲ａｍｏｆｓｔａｉｎｌｅｓｓｓｔｅｅｌ ０Ｃｒ２５Ｎｉ２０ｏｒｉｎｃｅｄ ｔｉｐｓ 万方数据
连续玄武岩纤维的发展 及应用前景 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
连续玄武岩纤维的发展及应用前景国内发展研究现状 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 新型环保性材料
玄武岩纤维 宏达玻纤2007-04-10 16:36:13 阅读189 评论1 字号：大中小订阅 [ ]玄武岩纤维单向布 玄武岩纤维单向布是采用高性能玄武纤维织成的一种工程材料。GBF生产的玄武岩纤维单向布是在单丝上均匀的涂有适合于酚醛、环氧树脂的浸润剂，适合于聚酯、环氧、酚醛、尼龙等树脂性能的要求。并在浸润剂中有与各种树脂相匹配的偶联剂，充分发挥玄武岩纤维单向布的增强作用。 玄武纤维单向布尤其适合于替代碳纤维单向布用于建筑桥梁加固补强和修复，其BFRP 比CFRP 具有更突出的综合性能和性价比。在在建筑加固领域，玄武岩纤维单向布用于柱体的抗震加固的BFRP 性能非常接近CFRP ,某些指标数据比BFRP 更优越。 产品应用：建筑桥梁结构的加固、补强和修复；雷达罩、发运机部件、雷达天线；坦克装甲车车体、结构件、车轮毂、扭力杆和套管；体育滑水板、高山滑雪板、冲浪板等。玄武岩纤维单向布在结构加固工程中的应用。 玄武岩纤维单向布在结构加固工程中的应用 1.材料概况： 玄武岩纤维具有优越的物理学性能，良好的粘合性，耐热性及抗腐蚀性等，非常适用于土木工程领域。由于玄武岩纤维单向布不但抗拉强度高，而且具有良好的高延伸率（3.1%）。在极限状态下破坏时，可以通过自发形变大量吸收能量，所以用于抗震加固方面有独特的优异性能。玄武岩纤维单向布是一种不导电的绝缘材料。 在地铁隧道，电器化铁路以及一些防磁化，电绝缘，防磁性能高的建筑加固工程中，玄武岩纤维单向布有非常明显的优势。再加上玄武岩纤维单向布在加固工程中施工也非常方便，与胶粘剂结合更好，树脂的浸渍性浸透性都高于碳纤维，以此可提高建筑结构的抗运动荷载能力和抗冲击能力，适合于加固桥梁的土墩、柱、梁等部位。 玄武岩纤维单向布在建筑结构加固中的应用，最突出的实例为：上海某烂尾楼的改造和加固，上海某底层建筑加高，江苏某危房和危楼的建筑加固，浙江某服务性建筑物的改造加固，中部地区某高速公司桥梁的改造和加固。 2.技术性能： （1）抗冲击性： 连续玄武岩纤维的抗拉强度为4100～4800MPa,弹性模量为90～110GPa，极限延伸率为3.1%（碳纤维1.7%，纺纶2.4%），在极限重力作用下，玄武岩纤维材料首先通过形变吸收大量能量，这是建筑加固工程中所需要的性能之一。因此玄武岩纤维广泛应用于军事装备，防爆设施，桥梁墩柱的加固工程。 （2）抗动载抗疲劳性能： 虽然碳纤维抗拉强度高，具有良好的承受长期的表茶载性能，但是在极限受力状态下碳纤维为脆性破坏，抗动载，抗疲劳性能不如玄武岩纤维，所以在进行结构加固中，特别是桥梁加固，防地震加固。需在不同部位采用不同的材料，有的应采用碳纤维，有的应采用玄武岩纤维。