玄武岩纤维的发展与应用
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2023年玄武岩纤维行业市场环境分析玄武岩纤维是一种具有良好耐热性、耐寒性、不易燃烧、抗弯强度高、不易腐蚀等特性的新型复合材料,被广泛应用于建筑、农业、电力、电子、石油化工等行业,具有广阔的市场前景。
本文将从市场需求、行业竞争、政策环境、技术研发等方面对玄武岩纤维行业的市场环境进行分析。
一、市场需求1.建筑行业需求玄武岩纤维可以应用在建筑材料中,例如制作玄武岩纤维地砖、玄武岩纤维墙板等,这些材料具有防火、抗腐蚀、防水、保温、隔音等功能,可以大大提高建筑物的耐用性和安全性,并且符合国家环保政策要求。
随着城市化进程的推进和人民生活水平的提高,建筑业的需求将不断增加。
2.农业行业需求现代农业对土地面积的利用更加充分,需要更多的高效、耐用、环保型设备,此时玄武岩纤维被应用在大棚、畜牧场等农业设施中,可以提高生产效率、降低成本、减轻环境污染压力。
农业现代化进程的加快,将对玄武岩纤维市场需求产生积极影响。
3.电力行业需求玄武岩纤维在电力设备中作为绝缘材料使用,可以承受高压、高温、高湿等环境,提高电力设备的可靠性和安全性,减少故障率,满足国家电网建设和电力设备升级换代的需求。
二、行业竞争当前,国内玄武岩纤维行业的发展相对滞后,该行业还处于初步竞争阶段。
国内玄武岩纤维行业的主要竞争来自于欧美国家和日韩等亚洲国家。
这些国家的玄武岩纤维产品在技术上较为成熟、品质较高,市场份额较大。
而国内的玄武岩纤维企业还需要在技术研发、产品品质、生产效率等方面加强努力,才能提高市场竞争力。
三、政策环境当前,我国逐渐重视对于环境保护和节能降耗的政策,这些政策鼓励企业开发环保型产品,促进低碳经济的发展,玄武岩纤维作为一种环保型产品受到国家政策的大力支持和鼓励,而且还被列入国家建筑标准中,市场需求将会越来越大。
同时,出口退税、技术创新等政策也为玄武岩纤维行业的发展提供了支持和保障。
四、技术研发玄武岩纤维的生产涉及到多个领域的技术,如高温化学纤维制备技术、纤维加工技术、新材料组合技术、新材料表面处理技术等。
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。
2023年玄武岩纤维制品行业市场规模分析玄武岩纤维制品是由天然玄武岩经过高温熔融加工而成的纤维制品,具有较高的耐火性、强度和耐腐蚀性,广泛应用于建筑、机械、化工、环保等行业。
本文将从市场规模、产业链分析、竞争格局等方面,对玄武岩纤维制品行业进行深入分析。
一、市场规模目前,中国玄武岩纤维制品行业市场规模已经达到了约100亿元左右。
其中,建筑行业占据了市场的主要份额,约占总市场的60%以上。
随着国家对建筑节能的要求越来越高,以及耐火性能要求的提升,玄武岩纤维制品的市场需求不断增加,未来市场规模有望继续扩大。
二、产业链分析1.玄武岩采矿:玄武岩是一种含有铁、镁、钙等元素的火山碎屑岩,一般存在于大陆板块边缘的活跃火山区域。
中国玄武岩分布广泛,主要分布在东北、华北、华东、华南等地区。
2.制品生产:玄武岩纤维制品的制作过程分为原材料处理、熔融纤维化、纤维成型、固化抛光等环节。
现在国内玄武岩纤维制品生产厂家主要分布于湖南、河北、吉林等地。
3.销售与应用:玄武岩纤维制品的销售主要通过中介渠道进行,如建材市场、工程咨询公司等。
目前,玄武岩纤维制品主要应用于建筑、化工、环保、机械等领域,其中,建筑行业是主要的消费领域。
三、竞争格局目前,中国玄武岩纤维制品行业的竞争格局呈现出少数大企业和众多中小企业并存的形式。
在行业内,国内外知名企业均进入了中国玄武岩纤维制品市场,如美国3M公司、德国GERNER等。
而国内知名的玄武岩纤维制品生产厂家有美嘉斯、通嘉、中铝玄武岩等。
四、发展趋势1.市场需求增长:近年来,随着国家对建筑节能、环保等方面的要求越来越高,以及人们对安全性的重视度日益提高,对玄武岩纤维制品的需求将持续增长。
2.技术研究:技术创新是未来玄武岩纤维制品行业发展的重要方向。
应该加大对研发的投入,提高产品质量和生产效率,为行业的可持续发展打下坚实基础。
3.环保措施:加强环保措施的实施,提高企业生产的环保效益,降低国家环境污染和能源消耗的负担,促进社会可持续发展。
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。
2023年玄武岩纤维制品行业市场前景分析玄武岩纤维制品是一种以天然玄武岩矿物为原料制成的耐高温、耐腐蚀、无毒无害、环保无污染的新型纤维制品,具有较好的隔热、隔音、阻燃、抗震等特性,广泛应用于建筑、船舶、冶金、化工等行业。
本文将从市场需求、竞争格局、发展趋势等方面,对玄武岩纤维制品行业的市场前景进行分析。
一、市场需求1、建筑行业近年来,大力推进城市化进程在中国带来了一个建筑业的繁荣期,而建筑业中墙体保温、防火、隔音等方面的要求也日益提高。
这就为玄武岩纤维制品行业提供了广阔的市场空间。
特别是在较为寒冷的北方地区,由于暖房费用较高,玄武岩纤维制品节能效果明显,越来越受到人们的欢迎。
2、船舶行业玄武岩纤维制品的密度大,保温性能好,在船舶建造中常用来作为船舱壁、隔舱板的材料。
同时,玄武岩纤维制品还能够有效地提高船舶的防火性能,可以在船舶上起到重要的保障作用。
3、冶金行业玄武岩纤维制品在冶金行业应用最为广泛,主要用于高温窑炉、高温管道、高温炉门等热工设备的保温隔热,可以节省能源,提高工效。
二、竞争格局当前,国内玄武岩纤维制品行业尚处于初步发展阶段,市场上存在着数量不多、规模较小的企业。
目前市场上比较知名的企业主要有美新达、吉安市圣达保温材料有限公司、武汉市耐热隔热材料有限公司等。
如何提高产品质量、扩大产能将是竞争的焦点。
此外,国外的玄武岩纤维产品市场较为成熟,主要集中在欧洲、美洲等地,未来竞争将更加激烈。
三、发展趋势1、产品结构调整从目前市场上的情况看,目前玄武岩纤维制品主要以保温板和毯子为主,未来随着市场需求的变化,产品结构将经历调整,特别是随着建筑节能材料需求的增加,玄武岩纤维制品的保温材料市场空间将更大。
2、技术升级由于玄武岩纤维制品主要用于高温、隔热、防火等要求较高的领域,因此未来行业将更加注重技术研发,提高产品质量,以满足市场需求。
3、环保要求玄武岩纤维制品是一种天然无害的材料,未来环保要求会越来越高,因此企业需要加强环保意识,选择环保材料,更好地适应市场的发展趋势。
2023年玄武岩纤维制品行业市场分析现状玄武岩纤维制品行业是一种新兴的建材行业,在市场上的发展潜力巨大。
玄武岩纤维是一种以天然玄武岩为原料制成的纤维材料,具有耐高温、耐腐蚀、抗冲击等优良特性,被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
目前,玄武岩纤维制品行业市场规模还不大,但是发展潜力巨大。
随着人们对建筑材料性能要求的不断提高,以及环保意识的增强,玄武岩纤维制品越来越受到市场关注。
尤其是在高温、腐蚀等恶劣环境下使用的场景,玄武岩纤维制品具有独特的优势,未来市场需求将进一步增加。
目前,玄武岩纤维制品主要应用于建筑领域。
在建筑中,玄武岩纤维制品可以用作隔热材料、防火材料、吸音材料等,可以有效提升建筑物的安全性能和舒适性。
此外,玄武岩纤维制品还可以应用于道路、桥梁、隧道等基础建设中,具有很好的抗压、抗拉性能,能够提高工程的耐久性和安全性。
在汽车和航空航天等领域,玄武岩纤维制品也有广泛的应用前景。
汽车和航空航天领域对材料的轻量化和高温性能要求很高,而玄武岩纤维制品具有较低的密度和出色的抗高温性能,是理想的新兴材料。
然而,玄武岩纤维制品行业仍面临一些挑战。
首先,玄武岩纤维制品相对于传统材料来说价格较高,目前仍未能完全替代传统材料。
其次,玄武岩纤维制品的生产技术还需要进一步完善,生产成本仍较高,影响了企业的竞争力。
此外,玄武岩纤维制品的市场宣传和推广工作还不够充分,大多数消费者对其了解还比较有限。
面对这些挑战,玄武岩纤维制品行业可以采取以下措施来促进市场发展。
首先,企业应加强研发,不断提高产品质量和性能,降低生产成本,提高市场竞争力。
其次,加大对玄武岩纤维制品的宣传和推广力度,增强市场认可度,扩大市场份额。
此外,政府可以加大对该行业的支持力度,推动行业标准的制定和行业发展的规范化。
综上所述,玄武岩纤维制品行业市场目前虽然规模较小,但其发展潜力巨大。
随着人们对建筑材料性能要求的不断提高,以及环保意识的增强,玄武岩纤维制品将在建筑、汽车、航空航天等领域得到广泛应用。
2023年玄武岩纤维行业市场前景分析玄武岩纤维作为一种高强度、低比重、耐腐蚀的新型纤维材料,具有广阔的应用前景。
玄武岩纤维在建筑、交通、航空航天、能源、环保等领域都有着广泛的应用,市场前景非常广阔。
一、建筑领域玄武岩纤维在建筑领域应用广泛,可用于隔音、保温、防火、加固、抗震等方面。
在墙体隔音方面,玄武岩纤维可做成多孔材料,并能吸收噪音;在隔音板方面,其密度小、重量轻、强度高,具有良好的隔音效果;在外墙保温方面,墙体外部用玄武岩纤维保温可有效改善室内温度和湿度,降低了空调的耗电量,节能效果显著。
二、航空航天领域玄武岩纤维在航空航天领域有广泛的应用,如制造机身膜材、控制面板、引擎片等。
玄武岩纤维材料强度高、密度低,能够降低飞行器的重量,提高其载荷能力和飞行速度,同时具有良好的抗腐蚀和耐高温性能,能够满足飞机在极端环境下的使用要求。
三、交通领域玄武岩纤维在交通领域的应用包括汽车、高铁、船舶等多个方面。
在汽车制造方面,玄武岩纤维可用于轻量化设计,能够提高汽车的燃油效率和安全性能。
在高铁制造方面,玄武岩纤维材料的高强度和良好的耐久性能,能够提高高速列车的安全性和运行效率。
在船舶制造方面,玄武岩纤维可用于船体增强、减轻船体重量、防腐蚀等,并可替代钢铁材料制造船舶结构。
四、能源和环保领域玄武岩纤维在能源和环保领域的应用包括风电和太阳能发电。
在风力发电方面,玄武岩纤维可用于生产叶片材料,其重量轻、强度高、耐腐蚀性能好,能够提高风电机组的发电效率和使用寿命。
在太阳能发电方面,玄武岩纤维可用于生产太阳能电池板材料,具有良好的抗紫外线和耐高温性能,能够提高太阳能电池板的使用寿命和发电效率。
综上,玄武岩纤维拥有广泛的应用领域和市场前景。
随着科技的不断进步,玄武岩纤维的技术成熟度和应用水平将不断提高,市场规模也将不断扩大。
2024年玄武岩纤维制品市场前景分析引言玄武岩纤维是一种由玄武岩矿石提取的纤维材料,具有耐高温、耐腐蚀、隔热隔音等优良特性。
随着对环保材料需求的增加以及对可持续发展的关注,玄武岩纤维制品在建筑、汽车、航空航天等领域的应用逐渐扩大。
本文将对玄武岩纤维制品市场前景进行分析。
1. 玄武岩纤维制品市场现状近年来,玄武岩纤维制品市场呈现快速增长的趋势。
主要原因包括:•环保意识提升:玄武岩纤维是一种天然的矿石提取材料,不含任何有害物质,符合环保要求,受到消费者青睐;•优良性能:玄武岩纤维具有出色的耐高温、耐腐蚀和隔热隔音能力,广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域;•技术进步:随着技术的发展,对玄武岩纤维的提取和加工技术不断改进,提高了产品质量和生产效率;•政府政策支持:许多国家出台了鼓励使用环保材料的政策,为玄武岩纤维制品的市场增长提供了良好的政策环境。
2. 2024年玄武岩纤维制品市场前景分析2.1 建筑领域玄武岩纤维制品在建筑领域有广泛的应用前景。
随着人们对建筑节能、隔热、环保要求的提高,玄武岩纤维制品作为一种理想的建筑隔热材料,将得到更多的应用。
例如,玄武岩纤维板可用于墙体隔热,玄武岩纤维绝热管可用于给排水管道保温等。
预计建筑领域对玄武岩纤维制品的需求将持续增长。
2.2 汽车领域玄武岩纤维制品在汽车领域的应用也具有良好的发展前景。
由于玄武岩纤维具有耐高温和耐腐蚀等特性,可用于汽车发动机舱的隔热、消音等。
另外,玄武岩纤维制品还可以用于汽车内饰材料的制作,提供更好的隔音和舒适性。
随着汽车产量的增加和对材料性能要求的提高,玄武岩纤维制品在汽车领域的市场需求将增加。
2.3 航空航天领域玄武岩纤维制品在航空航天领域也具有潜力。
航空航天领域对材料的要求非常严苛,需要具备耐高温、耐腐蚀、轻质等特性。
玄武岩纤维制品在高温环境下保持稳定性,并且相对较轻,因此可应用于航空航天领域的热防护、隔热等方面。
2.4 其他领域除了上述领域外,玄武岩纤维制品还可以应用于许多其他领域,如电子、能源、环境保护等。
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。
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 99、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 18610 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42-463 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89-911 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):57-60.31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] 表1玄武岩纤维与C玻璃纤维、E玻、S玻璃纤维成分比较15 SiO2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;Al2O3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;Fe2O3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。
3 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。
图1a所示为玄武岩纤维在体视显微镜下观测的外观形态图,图1b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。
该结构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[6-8]。
图1玄武岩纤维外观及截面(a)外观形态(100×);(b)横截面图(100×)7 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。
玄武岩纤维的物理和化学性能玄武岩纤维的物理7CBF与各种纤维材料的物理性能对比31 文献415 2·2拉伸强度31一般情况下,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,其续纤维的强度远远超过天然纤维和合成纤维,所以是理想的增强材料。
玄武岩连续纤维的拉伸强度为3000~4 840 MPa[3],(加拿大albarrie公司研制)高于其它一些常见高技术纤维的拉伸强度,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[4]。
24 3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。
在某些场合,玄武岩纤维甚至可以部分代替每吨售价在20余万元的碳纤维或芳纶纤维。
11耐温性能CBF的使用温度范围为:-260 ~650℃(软化点为960℃),而E纤维为-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;如果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℃。
24 2·4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。
2·6隔音性玄武岩连续纤维有着优良的隔音、吸声性表3列出了玄武岩连续纤维在不同音频下的吸数[2]。
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%[4],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。
23玄武岩纤维具有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。
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。
15 化学稳定性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。
表1是玄武岩连续纤维和E-玻纤在不同介质中煮沸3 h 后质量损失率[2]。
表2是2种纤维在不同介质中浸泡2 h后强度保留率[4]。
表1不同介质中煮沸3 h后质量损失率%由表1可见,在HCl中煮沸3 h后,E-玻纤质量损失为38·9%,玄武岩连续纤维仅为2·2%。
从表1、2看出,玄武岩连续纤维比玻璃纤维具有更稳定的化学性能。
该特性为玄武岩连续纤维在桥梁道、堤坝等混凝土结构以及沥青混凝土路面、飞落跑道等经常受到高湿度、酸、碱类介质作用的结构中的应用开辟了广阔的前景。
玄武岩连续的最高使用温度为650℃,高于其它一些高技维,如碳纤维的最高使用温度为500℃,E-玻350℃,Kevlar 49为250℃[4]。
由于玄武岩连续的使用温度高达650℃,再加上它的耐酸、耐碱能,因而玄武岩连续纤维是用于高温腐蚀性气烟层过滤、腐蚀性液体过滤的优质材料。
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