玄武巖纖維

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玄武巖纖維是由天然的玄武巖經(jīng)破碎、篩分、成型和熱處理而制成的無機(jī)纖維，其原料廣泛分布于我國西部高原地區(qū)。玄武巖纖維是一種無機(jī)非金屬材料，以其優(yōu)良的物理、化學(xué)性能在復(fù)合材料和其他復(fù)合材料中得到了廣泛應(yīng)用。玄武巖纖維是由碳元素、氧元素組成的多孔質(zhì)硅酸鹽，具有密度低，強(qiáng)度高，耐腐蝕性能好等特點。玄武巖纖維因其獨特的性能已經(jīng)成為碳纖維在復(fù)合材料中應(yīng)用的優(yōu)選材料。但與碳纖維相比，其價格較高，生產(chǎn)技術(shù)難度大，且耐高溫性能不足。如何改進(jìn)工藝技術(shù)，降低生產(chǎn)成本，提高玄武巖纖維在復(fù)合材料中應(yīng)用的性能是當(dāng)前面臨的主要問題。

一、 產(chǎn)品簡介

玄武巖纖維是以玄武巖礦物為原料，經(jīng)粉碎、水洗、烘干、磨粉，然后通過浸漬法或其他方法將玄武巖粉末加入到樹脂中，經(jīng)高溫熔融制得的一種無機(jī)非金屬材料，呈玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)。

玄武巖纖維屬于非晶態(tài)纖維，具有高強(qiáng)度和高模量的優(yōu)點。作為一種新型高性能復(fù)合材料增強(qiáng)材料，可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和熱穩(wěn)定性。其用途廣泛，可用于飛機(jī)、汽車、輪船和其他交通工具的輕量化結(jié)構(gòu)部件、高強(qiáng)度復(fù)合材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件和高強(qiáng)度復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件等。

 

二、 生產(chǎn)工藝

玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝可分為三種，即原生玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝，和改性玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝。原生玄武巖纖維生產(chǎn)時，需要對原料進(jìn)行破碎、篩選、混合和制備；改性后的玄武巖纖維需要進(jìn)行熔融紡絲處理，然后將紡絲液噴入混合器中進(jìn)行紡絲。

 

三、 應(yīng)用領(lǐng)域

玄武巖纖維復(fù)合材料主要用于制造工業(yè)爐襯、窯爐內(nèi)襯、煙囪內(nèi)襯，也可用于制造船舶、汽車和建筑結(jié)構(gòu)件。此外，玄武巖纖維還被用作防腐蝕襯里、防火襯里等，用途十分廣泛。

隨著國內(nèi)航空航天事業(yè)的發(fā)展，航空發(fā)動機(jī)對耐熱耐高溫材料的需求持續(xù)增長。玄武巖纖維具有耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域。目前我國航空發(fā)動機(jī)葉片的用材主要是以碳纖維為主，玄武巖纖維處于研發(fā)階段，目前國內(nèi)還未實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。隨著我國航空事業(yè)的發(fā)展，對玄武巖纖維的需求會越來越多，因此其未來市場前景十分廣闊。

 

四、 市場前景

玄武巖纖維價格與碳纖維相比有很大優(yōu)勢，但由于玄武巖纖維生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，目前國內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)可以生產(chǎn)，產(chǎn)量也較少，產(chǎn)量主要集中在西藏自治區(qū)和云南省。隨著技術(shù)的發(fā)展以及科研人員的不斷努力，我國玄武巖纖維的生產(chǎn)能力有望在幾年內(nèi)得到提升。

 

五、 應(yīng)用案例

目前，我國已將玄武巖纖維作為重要的纖維增強(qiáng)材料，開發(fā)出一系列高性能復(fù)合材料和制品，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天、風(fēng)力發(fā)電、體育用品等行業(yè)。其中，玄武巖纖維復(fù)合材料在風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用尤為廣泛。在風(fēng)力發(fā)電中，玄武巖纖維復(fù)合材料不僅可以增強(qiáng)葉片結(jié)構(gòu)和葉片的抗拉強(qiáng)度，而且可以改善葉片的疲勞性能和抗沖擊性能。另外，玄武巖纖維還可以代替碳纖維作為復(fù)合材料中的增強(qiáng)材料，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。