Nieuw anorganisch groen hoogwaardig vezelmateriaal Basalt Fiber

Wat is basaltvezel?
Basaltvezel is een continue vezel gemaakt van natuurlijk basaltgesteente als belangrijkste grondstof.Na smelten bij 1450-1500 ℃, wordt het met hoge snelheid door een trekbus van platina-rhodiumlegering getrokken.De kleur is over het algemeen bruin en heeft een metaalachtige glans.Het is samengesteld uit oxiden zoals siliciumdioxide, aluminiumoxide, calciumoxide, magnesiumoxide, ijzeroxide en titaandioxide.Basaltvezel heeft vele uitstekende eigenschappen zoals hoge sterkte, elektrische isolatie, corrosieweerstand, hoge temperatuurbestendigheid, anti-veroudering, enz., en het heeft een goede compatibiliteit met het milieu en veroorzaakt geen secundaire vervuiling.Daarom is het een echt groen, hoogwaardig nieuw materiaal voor milieubescherming.
mijn land heeft basaltvezel vermeld als een van de vier belangrijkste vezels (koolstofvezel, aramidevezel, polyethyleen met ultrahoog moleculair gewicht, basaltvezel) voor belangrijke ontwikkeling.De behoeften van de luchtvaart en andere gebieden hebben brede toepassingsmogelijkheden.
Het productieproces van basaltvezel
Het natuurlijke basaltgesteente gevormd door vulkaanuitbarsting wordt gebruikt als grondstof, geplet en in de smeltoven gedaan, verwarmd tot een gesmolten toestand van 1450 ~ 1500 ° C en snel door een draadtrekbus van platina-rhodiumlegering en basaltvezel getrokken wordt op deze manier geproduceerd.
Kortom, het proces van het maken van basaltvezel is het "trekken" van het harde vulkanische basaltgesteente tot zijde bij hoge temperatuur.
De diameter van de basaltvezel die door de bestaande technologie wordt geproduceerd, kan 6 ~ 13 μm bereiken, wat dunner is dan een haar.
Het productieproces is weergegeven in onderstaande figuur.
1
Gesmolten magma

2

3

 

Tekening
Als amorfe anorganische silicaatsubstantie heeft basaltvezel een korte productieperiode, een eenvoudig proces, geen industrieel afvalwater en afvalgas, en een hoge toegevoegde waarde.Het staat bekend als het "groene nieuwe materiaal" in de 21e eeuw.

4

5

 

Uitstekende prestaties van basaltvezel
De puur natuurlijke doorlopende basaltvezels zijn goudkleurig en zien eruit als gladde cilinders met een perfect ronde doorsnede.Basaltvezel heeft een hoge dichtheid en hoge hardheid, dus het heeft een uitstekende slijtvastheid en treksterkte.Basaltvezel is een amorfe substantie en de gebruikstemperatuur is over het algemeen -269~700°C (het verwekingspunt is 960°C).Het is zuur- en alkalibestendig, heeft een sterke UV-bestendigheid, lage hygroscopiciteit en goede milieubestendigheid.Bovendien heeft het de voordelen van goede isolatie, filtreerbaarheid bij hoge temperaturen, stralingsweerstand en goede golfdoorlaatbaarheid, thermische schokstabiliteit, omgevingszuiverheid en uitstekende verhouding tussen structurele prestaties en structurele kwaliteit.

6

Voldoende grondstoffen
Basaltvezel wordt gemaakt door te trekken na het smelten van basalterts, en de reserves van basalterts op aarde en de maan zijn vrij objectief en de kosten van grondstoffen zijn relatief laag.
Milieuvriendelijke materialen
Basalt-erts is een natuurlijk materiaal, tijdens het productieproces komen geen boor of andere alkalimetaaloxiden vrij, waardoor er geen schadelijke stoffen in de rook en stof neerslaan en het de atmosfeer niet vervuilt.Bovendien heeft het product een lange levensduur, dus het is een nieuw type groen actief milieubeschermingsmateriaal met lage kosten, hoge prestaties en ideale reinheid.
Bestand tegen hoge temperaturen en water
Het bedrijfstemperatuurbereik van continue basaltvezel is over het algemeen -269 ~ 700 °C (verwekingspunt is 960 °C), terwijl dat van glasvezel -60 ~ 450 °C is, en de maximale bedrijfstemperatuur van koolstofvezel kan slechts 500 bereiken. ° C.Vooral wanneer de basaltvezel bij 600°C werkt, kan zijn sterkte na breuk nog steeds 80% van zijn oorspronkelijke sterkte behouden;wanneer het werkt bij 860 ° C zonder krimp, kan zelfs de minerale wol met uitstekende temperatuurbestendigheid op dit moment alleen de sterkte behouden na breuk.50%-60%, de glaswol is volledig vernietigd.Koolstofvezel produceert CO en CO2 bij ongeveer 300°C.Basaltvezels kunnen hun hoge sterkte behouden onder invloed van heet water van 70 °C, en basaltvezels kunnen na 1200 uur een deel van hun sterkte verliezen.
Goede chemische stabiliteit en corrosieweerstand
De continue basaltvezel bevat componenten zoals K2O, MgO) en TiO2, en deze componenten zijn buitengewoon gunstig voor het verbeteren van de chemische corrosieweerstand en waterdichte prestaties van de vezel en spelen een zeer belangrijke rol.In vergelijking met de chemische stabiliteit van glasvezel heeft het meer voordelen, vooral in alkalische en zure media.Basaltvezel kan ook een hogere weerstand behouden in verzadigde Ca(OH)2-oplossing en alkalische media zoals cement.Alkalicorrosie-eigenschappen.
Hoge elasticiteitsmodulus en treksterkte
De elasticiteitsmodulus van basaltvezel is: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, wat hoger is dan die van alkalivrije glasvezel, asbest, aramidevezel, polypropyleenvezel en siliciumvezel.De treksterkte van basaltvezel is 3800-4800 MPa, wat hoger is dan die van grote koolstofvezel, aramide, PBI-vezel, staalvezel, boorvezel en aluminiumoxidevezel, en is vergelijkbaar met S-glasvezel.Basaltvezel heeft een dichtheid van 2,65-3,00 g/cm3 en een hoge hardheid van 5-9 op de schaal van Mohs, waardoor het een uitstekende slijtvastheid en treksterkte heeft.De mechanische sterkte is veel groter dan die van natuurlijke vezels en synthetische vezels, dus het is een ideaal versterkingsmateriaal en zijn uitstekende mechanische eigenschappen staan ​​voorop bij de vier hoogwaardige vezels.
Uitstekende geluidsisolatie
Doorlopende basaltvezel heeft uitstekende geluidsisolerende en geluidsabsorberende eigenschappen.Uit de geluidsabsorptiecoëfficiënt van de vezel bij verschillende frequenties kan worden afgeleid dat de geluidsabsorptiecoëfficiënt aanzienlijk toeneemt naarmate de frequentie toeneemt.Als bijvoorbeeld het geluidsabsorberende materiaal gemaakt van basaltvezel met een diameter van 1-3 μm (dichtheid 15 kg/m3, dikte 30 mm) wordt geselecteerd, zal de vezel niet worden beschadigd onder de voorwaarde van een audiofrequentie van 100-300 Hz , 400-900 Hz en 1200-7 000 Hz.De geluidsabsorptiecoëfficiënten van de materialen zijn 0. 05~0.15, 0. 22~0.respectievelijk 75 en 0,85 ~ 0,93.
Uitstekende diëlektrische eigenschappen
De volumeweerstand van continue basaltvezel is een orde van grootte hoger dan die van E-glasvezel en heeft goede diëlektrische eigenschappen.Hoewel basalterts een geleidend oxide bevat met een massafractie van bijna 0,2, is na een speciale oppervlaktebehandeling met een speciaal bevochtigingsmiddel de diëlektrische verliestangens van de basaltvezel 50% lager dan die van glasvezel, en de volumeweerstand van de vezel is ook hoger dan die van glasvezel.
Compatibiliteit met natuurlijk silicaat
Het heeft een goede dispersie met cement en beton, een sterke bindkracht, een consistente thermische uitzettings- en samentrekkingscoëfficiënt en een goede weersbestendigheid.
Lage hygroscopiciteit
De hygroscopiciteit van basaltvezel is minder dan 0,1%, wat lager is dan die van aramidevezel, steenwol en asbest.
Lage thermische geleidbaarheid
De thermische geleidbaarheid van basaltvezel is 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, wat lager is dan dat van aramidevezel, aluminiumsilicaatvezel, alkalivrije glasvezel, steenwol, siliciumvezel, koolstofvezel en roestvrij staal.
In vergelijking met andere vezels heeft basaltvezel in veel opzichten uitstekende prestaties.

Item

Doorlopende basaltvezel

Koolstofvezel

Aramidevezel

Glasvezel

Dichtheid/(g•cm-3)

2.6-2.8

1.7-2.2

1.49

2,5-2,6

Bedrijfstemperatuur/℃

-260~880

2000

250

-60~350

Thermische geleidbaarheid/(W/m•K)

0.031-0.038

5-185

0,04-0,13

0,034-0,040

Volume Weerstand/(Ω•m)

1×1012

2×10-5

3×1013

1×1011

Geluidsabsorptiecoëfficiënt /%

0,9-0,99

0,8-0,93

Elasticiteitsmodulus/GPa

79.3-93.1

230-600

70-140

72,5-75,5

Treksterkte/MPa

3000-4840

3500-6000

2900-3400

3100-3800

Monofilament Diameter/um

9-25

5-10

5-15

10-30

Verlenging bij pauze/%

1,5-3,2

1.3-2.0

2.8-3.6

2,7-3,0

Toepassing van basaltvezel

8

Onzichtbaar
Basaltvezel heeft de kenmerken van hoge sterkte en hoge en lage temperatuurbestendigheid, wat zeer geschikt is voor de oppervlaktemateriaalvereisten van vliegtuigen en raketten.Tegelijkertijd heeft het de kenmerken van golfabsorptie en magnetische permeabiliteit, die radaronzichtbaarheid kan realiseren.Dus basalt-koolstofvezel kan koolstofvezel gedeeltelijk vervangen voor stealth-vliegtuigen en raketten.

9

Kogelvrij
Momenteel worden polyethyleenvezels met een ultrahoog molecuulgewicht meestal gebruikt voor kogelvrije vesten, die een lage hittebestendigheid hebben, en hun sterkte en modulus zullen afnemen bij het smelten van kogels bij hoge temperatuur, wat het kogelwerende effect zal beïnvloeden.Basaltvezel daarentegen heeft een sterke weerstand tegen hoge temperaturen, dus dit probleem bestaat niet.

1010

Ruimtevaart
Basaltvezel heeft een lage thermische geleidbaarheid en een goede vlamvertraging.Het werktemperatuurbereik is -269°C~700°C, wat bestand is tegen zowel hoge als lage temperaturen.Om te voldoen aan de veeleisende eisen voor materialen op het gebied van ruimtevaart, zijn de meeste Russische ruimtevaartmaterialen van dit materiaal gemaakt.

11

Toepassingen op het gebied van wegenbouw
Basaltvezel heeft de voordelen van een hoge treksterkte, goede mechanische eigenschappen, hoge temperatuurbestendigheid, UV-bescherming, zuurbestendigheid, alkalibestendigheid, zoutbestendigheid en verouderingsbestendigheid.In vergelijking met andere vezels zijn de uitgebreide prestaties beter en voldoet het ook aan de eisen voor materialen op het gebied van wegenbouw.Daarom worden de laatste jaren steeds meer basaltvezelproducten gebruikt in de wegenbouw.

Warmte-isolatie, temperatuurbestendigheid, brandbeveiligingsveld
De basaltvezel heeft de kenmerken van hoge temperatuurbestendigheid en kan worden geweven tot vuurvaste stof, die in sommige brandbeveiligingsvelden wordt gebruikt.Het kan ook worden geweven in een filterzak voor hoge temperaturen voor filtratie bij hoge temperaturen en stofverwijdering.Bovendien kan er ook naaldvilt van worden gemaakt, dat in sommige thermische isolatiegebieden wordt gebruikt.
Bouw sector
Gebruikmakend van de uitstekende corrosieweerstand van basaltvezel, kan het worden samengesteld met vinyl- of epoxyhars door middel van pultrusie, wikkelen en andere processen om een ​​nieuw type bouwmateriaal te maken.Dit materiaal heeft een hoge sterkte, uitstekende zuurbestendigheid en corrosieweerstand en kan in de civiele techniek worden gebruikt in plaats van sommige stalen staven.Bovendien is de uitzettingscoëfficiënt van basaltvezel vergelijkbaar met die van beton en zal er geen grote temperatuurspanning tussen beide zijn.
Automotive gebied
Basaltvezel heeft een stabiele wrijvingscoëfficiënt en kan worden gebruikt in sommige wrijvingsverhogende materialen, zoals remblokken.Vanwege de hoge geluidsabsorptiecoëfficiënt kan het op sommige interieuronderdelen worden gebruikt om het effect van geluidsisolatie en geluidsreductie te bereiken.
Petrochemisch veld
De corrosieweerstand van basaltvezel geeft het unieke voordelen op petrochemisch gebied.De meest voorkomende zijn kronkelende hogedrukleidingen in combinatie met epoxyhars, die dubbele effecten hebben van warmtebehoud en anticorrosie.
Hoewel basaltvezels nog steeds problemen hebben zoals grote fluctuaties in minerale samenstelling, hoge productiekosten en lage productie-efficiëntie, zijn deze problemen zowel uitdagingen als kansen voor de ontwikkeling en het gebruik van basaltvezels.
Met de doorbraak van de binnenlandse basaltvezeltrektechnologie zijn de prestaties van basaltvezel stabieler, zijn de kosten lager en heeft het een zeer breed toepassingsperspectief.


Posttijd: 14 december 2022