Apa itu Basalt Fiber?
Basalt Fiber adalah serat kontinu yang terbuat dari batuan basal alami sebagai bahan baku utama. Setelah meleleh di 1450 - 1500 ℃, ia ditarik melalui Bushing menggambar alloy Platinum - Rhodium dengan kecepatan tinggi. Warnanya umumnya berwarna coklat dan memiliki kilau logam. Ini terdiri dari oksida seperti silikon dioksida, aluminium oksida, kalsium oksida, magnesium oksida, oksida besi dan titanium dioksida. Basalt Fiber memiliki banyak sifat yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, isolasi listrik, ketahanan korosi, ketahanan suhu tinggi, anti - penuaan, dll., Dan memiliki kompatibilitas yang baik dengan lingkungan dan tidak menghasilkan polusi sekunder. Oleh karena itu, ini adalah bahan perlindungan lingkungan baru yang benar -benar hijau -
Negara saya telah mendaftarkan serat basal sebagai salah satu dari empat serat utama (serat karbon, serat aramid, polietilen berat molekul tinggi, serat basal) untuk pengembangan utama. Kebutuhan penerbangan dan bidang lainnya memiliki prospek aplikasi yang luas.
Proses produksi serat basal
Batuan basal alami yang dibentuk oleh letusan gunung berapi digunakan sebagai bahan baku, dihancurkan dan dimasukkan ke dalam tungku peleburan, dipanaskan hingga keadaan cair 1450 ~ 1500 ° C, dan dengan cepat ditarik melalui bushing kawat alloy rhodium platinum, dan serat basal diproduksi dengan cara ini.
Singkatnya, proses membuat serat basal adalah untuk "menggambar" batuan basal vulkanik keras menjadi sutra pada suhu tinggi.
Diameter serat basal yang diproduksi oleh teknologi yang ada dapat mencapai 6 ~ 13μm, yang lebih tipis dari rambut.
Proses produksinya ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Magma cair
Menggambar
Sebagai zat silikat anorganik amorf, serat basal memiliki periode produksi yang pendek, proses sederhana, tidak ada air limbah industri dan gas limbah, dan nilai tambah yang tinggi. Ini dikenal sebagai "bahan baru hijau" di abad ke -21.
Kinerja serat basal yang sangat baik
Serat basal kontinu murni murni berwarna keemasan dan muncul sebagai silinder halus dengan bagian salib melingkar sempurna. Basalt Fiber memiliki kepadatan tinggi dan kekerasan tinggi, sehingga memiliki ketahanan aus yang sangat baik dan kekuatan tarik. Serat basal adalah zat amorf, dan suhu servisnya umumnya - 269 ~ 700 ° C (titik pelunakan adalah 960 ° C). Ini tahan asam dan alkali, memiliki resistensi UV yang kuat, higroskopisitas rendah, dan resistensi lingkungan yang baik. Selain itu, ia memiliki keunggulan isolasi yang baik, kemampuan filter suhu tinggi, ketahanan radiasi dan permeabilitas gelombang yang baik, stabilitas guncangan termal, kebersihan lingkungan dan rasio kinerja struktural yang sangat baik terhadap kualitas struktural.
Bahan baku yang cukup
Serat basal dibuat dengan menggambar setelah melelehkan bijih basal, dan cadangan bijih basal di bumi dan bulan cukup objektif, dan biaya bahan baku relatif rendah.
Bahan ramah lingkungan
Bijih basal adalah bahan alami, tidak ada boron atau oksida logam alkali lainnya yang dikeluarkan selama proses produksi, sehingga tidak ada zat berbahaya yang diendapkan dalam asap dan debu, dan tidak akan mencemari atmosfer. Selain itu, produk ini memiliki masa pakai yang panjang, jadi ini adalah jenis baru bahan perlindungan lingkungan aktif hijau dengan biaya rendah, kinerja tinggi dan kebersihan yang ideal.
Tahan suhu dan air yang tinggi
Kisaran suhu operasi serat basal kontinu umumnya - 269 ~ 700 ° C (titik pelunakan adalah 960 ° C), sedangkan serat kaca adalah - 60 ~ 450 ° C, dan suhu operasi maksimum serat karbon hanya dapat mencapai 500 ° C. Terutama ketika serat basal bekerja pada 600 ° C, kekuatannya setelah fraktur masih dapat mempertahankan 80% dari kekuatan aslinya; Ketika bekerja pada 860 ° C tanpa penyusutan, bahkan wol mineral dengan ketahanan suhu yang sangat baik hanya dapat mempertahankan kekuatan setelah patah. 50%- 60%, wol kaca benar -benar hancur. Serat karbon menghasilkan CO dan CO2 pada sekitar 300 ° C. Serat basal dapat mempertahankan kekuatan tinggi di bawah aksi air panas pada suhu 70 ° C, dan serat basal dapat kehilangan sebagian kekuatan mereka setelah 1200 jam.
Stabilitas kimia yang baik dan resistensi korosi
Serat basal kontinu mengandung komponen seperti K2O, MGO) dan TiO2, dan komponen -komponen ini sangat bermanfaat untuk meningkatkan ketahanan korosi kimia dan kinerja tahan air dari serat, dan memainkan peran yang sangat penting. Dibandingkan dengan stabilitas kimia serat gelas, ia memiliki lebih banyak keunggulan, terutama dalam alkali dan media asam. Serat basal juga dapat mempertahankan resistensi yang lebih tinggi dalam larutan Ca (OH) 2 jenuh dan media alkali seperti semen. Sifat korosi alkali.
Modulus elastisitas dan kekuatan tarik yang tinggi
Modulus elastis serat basal adalah: 9100 kg/mm - 11000 kg/mm, yang lebih tinggi dari serat gelas alkali - bebas, asbes, serat aramid, serat polipropilen dan serat silikon. Kekuatan tarik serat basal adalah 3800 - 4800 MPa, yang lebih tinggi dari serat karbon besar, aramid, serat PBI, serat baja, serat boron, dan serat alumina, dan sebanding dengan serat kaca S. Basalt Fiber memiliki kepadatan 2,65 - 3,00 g/cm3 dan kekerasan tinggi 5 - 9 pada skala Mohs, sehingga memiliki ketahanan aus yang sangat baik dan kekuatan tarik. Kekuatan mekaniknya jauh melebihi serat alami dan serat sintetis, sehingga merupakan bahan penguatan yang ideal, dan sifat mekaniknya yang sangat baik berada di garis depan dari empat serat kinerja tinggi.
Insulasi suara yang sangat baik
Serat basal kontinu memiliki isolasi suara dan sifat penyerapan suara yang sangat baik. Ini dapat diketahui dari koefisien penyerapan suara serat pada frekuensi yang berbeda bahwa koefisien penyerapan suara meningkat secara signifikan ketika frekuensi meningkat. Misalnya, jika bahan penyerap suara yang terbuat dari serat basal dengan diameter 1 - 3μm (kepadatan 15 kg/m3, ketebalan 30mm) dipilih, serat tidak akan rusak di bawah kondisi frekuensi audio 100 - 300 Hz, 400 - 900 Hz dan 1200 - 7 000 Hz. Koefisien penyerapan suara dari bahan adalah 0. 05 ~ 0.15, 0. 22 ~ 0. 75 dan 0,85 ~ 0,93, masing -masing.
Sifat dielektrik yang luar biasa
Resistivitas volume serat basal kontinu adalah urutan besarnya lebih tinggi dari serat kaca E, dan memiliki sifat dielektrik yang baik. Meskipun bijih basal mengandung oksida konduktif dengan fraksi massa hampir 0,2, setelah perlakuan permukaan khusus dengan zat pembasah khusus, loss dielektrik longgar serat basal adalah 50% lebih rendah daripada serat gelas, dan resistivitas volume serat juga lebih tinggi daripada serat kaca.
Kompatibilitas silikat alami
Ini memiliki dispersi yang baik dengan semen dan beton, kekuatan pengikatan yang kuat, ekspansi termal yang konsisten dan koefisien kontraksi, dan ketahanan cuaca yang baik.
Higroskopisitas rendah
Higroskopisitas serat basal kurang dari 0,1%, yang lebih rendah dari serat aramid, wol batu, dan asbes.
Konduktivitas termal rendah
Konduktivitas termal serat basal adalah 0,031 W/m · K - 0,038 W/M · K, yang lebih rendah dari serat aramid, serat aluminium silikat, serat gelas bebas, wol batu, serat silikon, serat karbon dan baja stainless.
Dibandingkan dengan serat lain, Basalt Fiber memiliki kinerja yang sangat baik dalam banyak aspek.
Barang | Serat basal kontinu | Serat karbon | Serat aramid | Serat kaca |
Kepadatan/(g • cm - 3) | 2.6 - 2.8 | 1.7 - 2.2 | 1.49 | 2.5 - 2.6 |
Suhu operasi/℃ | - 260 ~ 880 | ≤2000 | ≤250 | - 60 ~ 350 |
Konduktivitas Termal/(W/M • K) | 0,031 - 0,038 | 5 - 185 | 0,04 - 0,13 | 0,034 - 0,040 |
Volume Resistance/(Ω • m) | 1 × 1012 | 2 × 10-5 | 3 × 1013 | 1 × 1011 |
Koefisien penyerapan suara/% | 0.9 - 0.99 | 0.8 - 0.93 | ||
Modulus/GPa elastis | 79.3 - 93.1 | 230 - 600 | 70 - 140 | 72.5 - 75.5 |
Kekuatan tarik/MPa | 3000 - 4840 | 3500 - 6000 | 2900 - 3400 | 3100 - 3800 |
Diameter monofilamen/um | 9 - 25 | 5 - 10 | 5 - 15 | 10 - 30 |
Perpanjangan saat istirahat/% | 1.5 - 3.2 | 1.3 - 2.0 | 2.8 - 3.6 | 2.7 - 3.0 |
Aplikasi serat basal
Tak terlihat
Basalt Fiber memiliki karakteristik kekuatan tinggi dan ketahanan suhu tinggi dan rendah, yang sangat cocok untuk kebutuhan bahan permukaan pesawat dan rudal. Pada saat yang sama, ia memiliki karakteristik penyerapan gelombang dan permeabilitas magnetik, yang dapat mewujudkan tembus pandang radar. Jadi serat karbon basal sebagian dapat menggantikan serat karbon untuk pesawat siluman dan rudal.
Anti peluru
Saat ini, serat polietilen dengan berat molekul tinggi biasanya digunakan untuk rompi anti peluru, yang memiliki ketahanan panas rendah, dan kekuatan dan modulusnya akan berkurang di bawah peleburan peluru yang tinggi - Sebaliknya, serat basal memiliki ketahanan suhu tinggi yang kuat, sehingga masalah ini tidak ada.
Aerospace
Basalt Fiber memiliki konduktivitas termal yang rendah dan keterbelakangan api yang baik. Kisaran suhu kerja adalah - 269 ° C ~ 700 ° C, yang tahan terhadap suhu tinggi dan rendah. Untuk memenuhi persyaratan yang menuntut untuk bahan -bahan di bidang kedirgantaraan, sebagian besar bahan kedirgantaraan Rusia terbuat dari bahan ini.
Aplikasi di bidang rekayasa jalan
Basalt Fiber memiliki keunggulan kekuatan tarik tinggi, sifat mekanik yang baik, ketahanan suhu tinggi, perlindungan UV, resistensi asam, ketahanan alkali, resistensi garam, dan resistensi penuaan. Dibandingkan dengan serat lain, kinerjanya komprehensif lebih baik, dan juga memenuhi persyaratan untuk bahan di bidang rekayasa jalan. Oleh karena itu, semakin banyak produk serat basal telah digunakan dalam rekayasa jalan dalam beberapa tahun terakhir.
Insulasi panas, ketahanan suhu, bidang perlindungan kebakaran
Serat basal memiliki karakteristik resistensi suhu tinggi, dan dapat ditenun menjadi kain tahan api, yang digunakan di beberapa bidang perlindungan api. Ini juga dapat ditenun menjadi kantong filter suhu tinggi untuk penyaringan suhu tinggi dan pelepasan debu. Selain itu, itu juga dapat dibuat menjadi needle felt, yang digunakan di beberapa bidang isolasi termal.
Sektor konstruksi
Memanfaatkan ketahanan korosi yang sangat baik dari serat basal, dapat diperparah dengan vinil atau resin epoksi melalui pultrusi, belitan dan proses lainnya untuk membuat jenis bahan bangunan baru. Bahan ini memiliki kekuatan tinggi, ketahanan asam yang sangat baik dan ketahanan korosi, dan dapat digunakan dalam rekayasa sipil, bukan beberapa batang baja. Selain itu, koefisien ekspansi serat basal mirip dengan beton, dan tidak akan ada tegangan suhu yang besar di antara keduanya.
Bidang otomotif
Basalt Fiber memiliki koefisien gesekan yang stabil dan dapat digunakan dalam beberapa bahan penambah gesekan, seperti bantalan rem. Karena koefisien penyerapan suara yang tinggi, dapat digunakan pada beberapa bagian interior untuk mencapai efek isolasi suara dan pengurangan kebisingan.
Lapangan Petrokimia
Resistensi korosi serat basal memberikan keuntungan unik di bidang petrokimia. Yang umum berliku -liku pipa tekanan tinggi dikombinasikan dengan resin epoksi, yang memiliki efek ganda pelestarian panas dan anti -korosi.
Meskipun serat basal masih memiliki masalah seperti fluktuasi besar dalam komposisi mineral, biaya produksi yang tinggi, dan efisiensi produksi yang rendah, masalah ini merupakan tantangan dan peluang untuk pengembangan dan pemanfaatan serat basal.
Dengan terobosan teknologi menggambar serat basal domestik, kinerja serat basal lebih stabil, biayanya lebih rendah, dan memiliki prospek aplikasi yang sangat luas.
Waktu posting: Des - 14 - 2022