Çfarë është Fibra Bazalt?
Fibra e bazaltit është një fibër e vazhdueshme e bërë nga shkëmbi natyror i bazaltit si lëndë e parë kryesore.Pas shkrirjes në temperaturën 1450-1500 ℃, ajo tërhiqet përmes një tufe tërheqjeje aliazh platin-rodium me shpejtësi të lartë.Ngjyra është përgjithësisht kafe dhe ka një shkëlqim metalik.Ai përbëhet nga okside si dioksidi i silikonit, oksidi i aluminit, oksidi i kalciumit, oksidi i magnezit, oksidi i hekurit dhe dioksidi i titanit.Fibra e bazaltit ka shumë veti të shkëlqyera si fortësi të lartë, izolim elektrik, rezistencë ndaj korrozionit, rezistencë ndaj temperaturës së lartë, kundër plakjes, etj., dhe ka përputhshmëri të mirë me mjedisin dhe nuk prodhon ndotje dytësore.Prandaj, është një material i vërtetë i gjelbër me performancë të lartë për mbrojtjen e mjedisit.
vendi im ka listuar fibrat e bazaltit si një nga katër fibrat kryesore (fibër karboni, fibër aramid, polietileni me peshë molekulare ultra të lartë, fibra bazalt) për zhvillim kyç.Nevojat e aviacionit dhe fushave të tjera kanë perspektiva të gjera aplikimi.
Procesi i prodhimit të fibrave të bazaltit
Shkëmbi natyror i bazaltit i formuar nga shpërthimi vullkanik përdoret si lëndë e parë, grimcohet dhe futet në furrën e shkrirjes, nxehet në një gjendje të shkrirë prej 1450 ~ 1500°C dhe tërhiqet shpejt përmes një tufa për tërheqjen e telit të aliazhit platin-rodium dhe fibrave bazalt. prodhohet në këtë mënyrë.
Me pak fjalë, procesi i bërjes së fibrave të bazaltit është të "tërheqë" shkëmbin e fortë vullkanik të bazaltit në mëndafsh në temperaturë të lartë.
Diametri i fibrës së bazaltit të prodhuar nga teknologjia ekzistuese mund të arrijë 6~13μm, që është më i hollë se një qime.
Procesi i prodhimit të tij është paraqitur në figurën më poshtë.
Magma e shkrirë
Vizatim
Si një substancë silikate inorganike amorfe, fibra e bazaltit ka një periudhë të shkurtër prodhimi, proces të thjeshtë, pa ujëra industriale dhe mbetje gazi dhe vlerë të lartë të shtuar.Ai njihet si "materiali i ri i gjelbër" në shekullin e 21-të.
Performancë e shkëlqyer e fibrës së bazaltit
Fijet e pastra natyrale të vazhdueshme të bazaltit kanë ngjyrë të artë dhe shfaqen si cilindra të lëmuar me një seksion kryq të përkryer rrethor.Fibra e bazaltit ka densitet të lartë dhe fortësi të lartë, kështu që ka rezistencë të shkëlqyer ndaj konsumit dhe forcë në tërheqje.Fibra bazalt është një substancë amorfe dhe temperatura e saj e shërbimit është përgjithësisht -269~700°C (pika e zbutjes është 960°C).Është rezistent ndaj acideve dhe alkaleve, ka rezistencë të fortë UV, higroskopi të ulët dhe rezistencë të mirë mjedisore.Përveç kësaj, ai ka avantazhet e izolimit të mirë, filtrueshmërisë së temperaturës së lartë, rezistencës ndaj rrezatimit dhe përshkueshmërisë së mirë të valëve, stabilitetit të goditjes termike, pastërtisë mjedisore dhe raportit të shkëlqyer të performancës strukturore me cilësinë strukturore.
Lëndët e para të mjaftueshme
Fibra e bazaltit bëhet duke tërhequr pas shkrirjes së mineralit të bazaltit, dhe rezervat e mineralit të bazaltit në tokë dhe në hënë janë mjaft objektive, dhe kostoja e lëndëve të para është relativisht e ulët.
Materiale miqësore me mjedisin
Xeherori i bazaltit është një material natyral, nuk shkarkohet bor ose okside të tjera të metaleve alkali gjatë procesit të prodhimit, kështu që në tym dhe pluhur nuk precipitohen substanca të dëmshme dhe nuk do të ndotin atmosferën.Për më tepër, produkti ka një jetë të gjatë shërbimi, kështu që është një lloj i ri i materialit të gjelbër aktiv për mbrojtjen e mjedisit me kosto të ulët, performancë të lartë dhe pastërti ideale.
Rezistencë ndaj ujit dhe temperaturës së lartë
Gama e temperaturës së funksionimit të fibrës së bazaltit të vazhdueshëm është përgjithësisht -269~700°C (pika e zbutjes është 960°C), ndërsa ajo e fibrës së qelqit është -60~450°C, dhe temperatura maksimale e funksionimit të fibrës së karbonit mund të arrijë vetëm 500 °C.Sidomos kur fibra e bazaltit punon në 600°C, forca e saj pas thyerjes mund të ruajë ende 80% të forcës së saj origjinale;kur punon në 860°C pa tkurrje, edhe leshi mineral me rezistencë të shkëlqyer ndaj temperaturës mund të ruajë vetëm forcën pas thyerjes në këtë kohë.50%-60%, leshi i xhamit eshte i shkaterruar plotesisht.Fibra e karbonit prodhon CO dhe CO2 në rreth 300°C.Fijet e bazaltit mund të ruajnë forcë të lartë nën veprimin e ujit të nxehtë në 70 °C dhe fibrat e bazaltit mund të humbasin një pjesë të forcës së tyre pas 1200 orëve.
Qëndrueshmëri e mirë kimike dhe rezistencë ndaj korrozionit
Fibra e vazhdueshme e bazaltit përmban përbërës të tillë si K2O, MgO) dhe TiO2, dhe këta përbërës janë jashtëzakonisht të dobishëm për përmirësimin e rezistencës kimike ndaj korrozionit dhe performancës rezistente ndaj ujit të fibrës, dhe luajnë një rol shumë të rëndësishëm.Krahasuar me qëndrueshmërinë kimike të fibrës së qelqit, ajo ka më shumë përparësi, veçanërisht në mjediset alkaline dhe acide.Fibra e bazaltit gjithashtu mund të mbajë rezistencë më të lartë në tretësirën e ngopur të Ca(OH)2 dhe mediat alkaline si çimentoja.Karakteristikat e korrozionit të alkalit.
Moduli i lartë i elasticitetit dhe qëndrueshmërisë në tërheqje
Moduli elastik i fibrës së bazaltit është: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, që është më i lartë se ai i fibrës së qelqit pa alkali, asbestit, fibrave aramid, fibrave polipropileni dhe fibrave të silikonit.Forca në tërheqje e fibrës së bazaltit është 3800-4800 MPa, e cila është më e lartë se ajo e fibrës së karbonit me tërheqje të madhe, aramidit, fibrës PBI, fibrës së çelikut, fibrës së borit dhe fibrës së aluminit dhe është e krahasueshme me fibrën e qelqit S.Fibra e bazaltit ka një densitet prej 2,65-3,00 g/cm3 dhe një fortësi të lartë 5-9 në shkallën Mohs, kështu që ka rezistencë të shkëlqyer ndaj konsumit dhe rezistencë në tërheqje.Forca e tij mekanike e kalon shumë atë të fibrave natyrore dhe fibrave sintetike, kështu që është një material ideal përforcues dhe vetitë e tij të shkëlqyera mekanike janë në krye të katër fibrave me performancë të lartë.
Izolim i shkëlqyer i zërit
Fibra e vazhdueshme e bazaltit ka veti të shkëlqyera izoluese të zërit dhe thithjes së zërit.Nga koeficienti i thithjes së zërit të fibrës në frekuenca të ndryshme mund të dihet se koeficienti i thithjes së zërit rritet ndjeshëm me rritjen e frekuencës.Për shembull, nëse zgjidhet materiali thithës zëri i bërë nga fibra bazalt me diametër 1-3μm (dendësia 15 kg/m3, trashësia 30 mm), fibra nuk do të dëmtohet në kushtet e frekuencës audio 100-300 Hz. , 400-900 Hz dhe 1200-7 000 HZ.Koeficientët e thithjes së zërit të materialeve janë 0. 05~0.15, 0. 22~0.75 dhe 0.85~0.93, respektivisht.
Vetitë e jashtëzakonshme dielektrike
Rezistenca e vëllimit të fibrës së vazhdueshme të bazaltit është një renditje e madhësisë më e lartë se ajo e fibrës së qelqit E dhe ka veti të mira dielektrike.Megjithëse minerali i bazaltit përmban një oksid përçues me një fraksion masiv prej afro 0.2, pas trajtimit të posaçëm sipërfaqësor me një agjent të veçantë lagështimi, tangjenta e humbjes dielektrike të fibrës së bazaltit është 50% më e ulët se ajo e fibrës së qelqit dhe rezistenca vëllimore e fibrës është gjithashtu më i lartë se ai i fibrës së qelqit.
Pajtueshmëria me silikat natyral
Ka shpërndarje të mirë me çimento dhe beton, forcë të fortë lidhëse, koeficient të qëndrueshëm të zgjerimit dhe tkurrjes termike dhe rezistencë të mirë ndaj motit.
Higroskopi e ulët
Higroskopia e fibrës së bazaltit është më pak se 0.1%, e cila është më e ulët se ajo e fibrës aramid, leshit të gurit dhe asbestit.
Përçueshmëri e ulët termike
Përçueshmëria termike e fibrës së bazaltit është 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, e cila është më e ulët se ajo e fibrave aramid, fibrave silikat alumini, fibrave qelqi pa alkali, leshi guri, fibra silikoni, fibra karboni dhe inox. çeliku.
Krahasuar me fibrat e tjera, fibra bazalt ka performancë të shkëlqyer në shumë aspekte.
| Artikulli | Fibra e vazhdueshme e bazaltit | Fiber karboni | Fibra Aramide | Fibra qelqi |
| Dendësia/(g•cm-3) | 2.6-2.8 | 1.7-2.2 | 1.49 | 2,5-2,6 |
| Temperatura e funksionimit/℃ | -260~880 | ≤2000 | ≤250 | -60~350 |
| Përçueshmëria termike/(W/m•K) | 0,031-0,038 | 5-185 | 0,04-0,13 | 0,034-0,040 |
| Rezistenca e volumit/(Ω•m) | 1×1012 | 2×10-5 | 3×1013 | 1×1011 |
| Koeficienti i thithjes së zërit /% | 0,9-0,99 | 0,8-0,93 | ||
| Moduli elastik/GPa | 79.3-93.1 | 230-600 | 70-140 | 72,5-75,5 |
| Rezistenca në tërheqje/MPa | 3000-4840 | 3500-6000 | 2900-3400 | 3100-3800 |
| Diametri i monofilamentit/um | 9-25 | 5-10 | 5-15 | 10-30 |
| Zgjatimi në thyerje/% | 1,5-3,2 | 1.3-2.0 | 2.8-3.6 | 2,7-3,0 |
Aplikimi i fibrës së bazaltit
E padukshme
Fibra e bazaltit ka karakteristikat e forcës së lartë dhe rezistencës ndaj temperaturës së lartë dhe të ulët, e cila është shumë e përshtatshme për kërkesat materiale sipërfaqësore të avionëve dhe raketave.Në të njëjtën kohë, ai ka karakteristikat e përthithjes së valëve dhe përshkueshmërisë magnetike, të cilat mund të realizojnë padukshmërinë e radarit.Pra, fibra karboni bazalt mund të zëvendësojë pjesërisht fibrën e karbonit për avionët dhe raketat stealth.
Antiplumb
Aktualisht, fibrat polietileni me peshë molekulare ultra të lartë përdoren zakonisht për jelekët antiplumb, të cilët kanë rezistencë të ulët ndaj nxehtësisë, dhe forca dhe moduli i tyre do të ulen nën shkrirjen në temperaturë të lartë të plumbave, gjë që do të ndikojë në efektin antiplumb.Në të kundërt, fibra e bazaltit ka rezistencë të fortë ndaj temperaturës së lartë, kështu që ky problem nuk ekziston.
Hapësira ajrore
Fibra bazalt ka përçueshmëri të ulët termike dhe retardant të mirë të flakës.Gama e temperaturës së punës është -269°C~700°C, e cila është rezistente ndaj temperaturave të larta dhe të ulëta.Për të përmbushur kërkesat e kërkuara për materialet në fushën e hapësirës ajrore, shumica e materialeve ruse të hapësirës ajrore janë bërë nga ky material.
Aplikime në fushën e inxhinierisë së rrugëve
Fibra e bazaltit ka avantazhet e rezistencës së lartë në tërheqje, vetive të mira mekanike, rezistencës ndaj temperaturës së lartë, mbrojtjes UV, rezistencës ndaj acidit, rezistencës ndaj alkalit, rezistencës ndaj kripës dhe rezistencës ndaj plakjes.Krahasuar me fibrat e tjera, performanca e tij gjithëpërfshirëse është më e mirë dhe gjithashtu plotëson kërkesat për materialet në fushën e inxhinierisë rrugore.Prandaj, gjithnjë e më shumë produkte të fibrave bazalt janë përdorur në inxhinierinë e rrugëve vitet e fundit.
Izolimi i nxehtësisë, rezistenca ndaj temperaturës, fusha e mbrojtjes nga zjarri
Fibra e bazaltit ka karakteristikat e rezistencës ndaj temperaturës së lartë dhe mund të endet në pëlhurë të papërshkueshme nga zjarri, e cila përdoret në disa fusha të mbrojtjes nga zjarri.Mund të endet gjithashtu në një qese filtri me temperaturë të lartë për filtrim në temperaturë të lartë dhe heqjen e pluhurit.Përveç kësaj, mund të bëhet edhe në shami me gjilpërë, i cili përdoret në disa fusha termoizolimi.
Sektori i ndërtimit
Duke shfrytëzuar rezistencën e shkëlqyer ndaj korrozionit të fibrës së bazaltit, ajo mund të përzihet me vinyl ose rrëshirë epokside përmes pultrimit, mbështjelljes dhe proceseve të tjera për të krijuar një lloj të ri materiali ndërtimi.Ky material ka forcë të lartë, rezistencë të shkëlqyer ndaj acidit dhe rezistencë ndaj korrozionit, dhe mund të përdoret në inxhinieri civile në vend të disa shufrave të çelikut.Për më tepër, koeficienti i zgjerimit të fibrës së bazaltit është i ngjashëm me atë të betonit dhe nuk do të ketë stres të madh të temperaturës midis të dyve.
Fusha e automobilave
Fibra e bazaltit ka një koeficient të qëndrueshëm të fërkimit dhe mund të përdoret në disa materiale për rritjen e fërkimit, të tilla si jastëkët e frenave.Për shkak të koeficientit të lartë të thithjes së zërit, mund të përdoret në disa pjesë të brendshme për të arritur efektin e izolimit të zërit dhe reduktimin e zhurmës.
Fusha petrokimike
Rezistenca ndaj korrozionit e fibrës së bazaltit i jep asaj avantazhe unike në fushën petrokimike.Më të zakonshmet janë tubat me mbështjellje me presion të lartë të kombinuar me rrëshirë epokside, të cilat kanë efekte të dyfishta të ruajtjes së nxehtësisë dhe anti-korrozionit.
Megjithëse fibrat e bazaltit ende kanë probleme të tilla si luhatje të mëdha në përbërjen minerale, kosto të larta të prodhimit dhe efikasitet të ulët të prodhimit, këto probleme janë sfida dhe mundësi për zhvillimin dhe përdorimin e fibrave të bazaltit.
Me përparimin e teknologjisë shtëpiake të vizatimit të fibrave bazalt, performanca e fibrave të bazaltit është më e qëndrueshme, kostoja është më e ulët dhe ka një perspektivë shumë të gjerë aplikimi.
Koha e postimit: Dhjetor-14-2022