Neues anorganisches grünes Hochleistungsfasermaterial Basaltfaser

Was ist Basaltfaser?
Basaltfaser ist eine Endlosfaser aus natürlichem Basaltgestein als Hauptrohstoff.Nach dem Schmelzen bei 1450-1500 ℃ wird es mit hoher Geschwindigkeit durch eine Ziehbuchse aus einer Platin-Rhodium-Legierung gezogen.Die Farbe ist im Allgemeinen braun und hat einen metallischen Glanz.Es besteht aus Oxiden wie Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid und Titandioxid.Basaltfasern haben viele hervorragende Eigenschaften wie hohe Festigkeit, elektrische Isolierung, Korrosionsbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, Alterungsschutz usw., sind gut mit der Umwelt verträglich und verursachen keine Sekundärverschmutzung.Daher ist es ein veritables grünes Hochleistungs-neues Umweltschutzmaterial.
Mein Land hat Basaltfasern als eine der vier Hauptfasern (Kohlefaser, Aramidfaser, Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, Basaltfaser) für die Schlüsselentwicklung aufgeführt.Die Bedürfnisse der Luftfahrt und anderer Bereiche haben breite Anwendungsperspektiven.
Der Produktionsprozess von Basaltfasern
Das durch Vulkanausbruch gebildete natürliche Basaltgestein wird als Rohmaterial verwendet, zerkleinert und in den Schmelzofen gegeben, auf einen geschmolzenen Zustand von 1450 bis 1500 ° C erhitzt und schnell durch eine Drahtziehbuchse aus einer Platin-Rhodium-Legierung und Basaltfasern gezogen wird auf diese Weise hergestellt.
Kurz gesagt, der Prozess der Herstellung von Basaltfasern besteht darin, das harte vulkanische Basaltgestein bei hoher Temperatur zu Seide zu „ziehen“.
Der Durchmesser der mit der bestehenden Technologie hergestellten Basaltfaser kann 6 bis 13 μm erreichen, was dünner als ein Haar ist.
Sein Herstellungsprozess ist in der folgenden Abbildung dargestellt.

Geschmolzenes Magma

Zeichnung
Als amorphe anorganische Silikatsubstanz hat Basaltfaser eine kurze Produktionszeit, ein einfaches Verfahren, keine industriellen Abwässer und Abgase und eine hohe Wertschöpfung.Es gilt als das „grüne neue Material“ des 21. Jahrhunderts.

Hervorragende Leistung der Basaltfaser
Die reinen natürlichen kontinuierlichen Basaltfasern haben eine goldene Farbe und erscheinen als glatte Zylinder mit einem perfekt kreisförmigen Querschnitt.Basaltfasern haben eine hohe Dichte und eine hohe Härte, sodass sie eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Zugfestigkeit aufweisen.Basaltfaser ist eine amorphe Substanz und ihre Betriebstemperatur beträgt im Allgemeinen -269 bis 700 ° C (Erweichungspunkt beträgt 960 ° C).Es ist säure- und laugenbeständig, hat eine starke UV-Beständigkeit, eine geringe Hygroskopizität und eine gute Umweltbeständigkeit.Darüber hinaus hat es die Vorteile einer guten Isolierung, Filtrierbarkeit bei hohen Temperaturen, Strahlungsbeständigkeit und guter Wellendurchlässigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit, Umweltsauberkeit und einem hervorragenden Verhältnis von struktureller Leistung zu struktureller Qualität.

Ausreichende Rohstoffe
Basaltfaser wird durch Ziehen nach dem Schmelzen von Basalterz hergestellt, und die Reserven an Basalterz auf der Erde und auf dem Mond sind ziemlich objektiv, und die Rohstoffkosten sind relativ niedrig.
Umweltfreundliche Materialien
Basalterz ist ein natürliches Material, während des Produktionsprozesses werden kein Bor oder andere Alkalimetalloxide freigesetzt, sodass keine schädlichen Substanzen im Rauch und Staub niedergeschlagen werden und die Atmosphäre nicht belastet wird.Darüber hinaus hat das Produkt eine lange Lebensdauer, so dass es sich um eine neue Art von grünem aktivem Umweltschutzmaterial mit niedrigen Kosten, hoher Leistung und idealer Sauberkeit handelt.
Hohe Temperatur- und Wasserbeständigkeit
Der Betriebstemperaturbereich von kontinuierlichen Basaltfasern beträgt im Allgemeinen -269 bis 700 ° C (Erweichungspunkt beträgt 960 ° C), während der von Glasfasern -60 bis 450 ° C beträgt und die maximale Betriebstemperatur von Kohlefaser nur 500 erreichen kann °C.Besonders wenn die Basaltfaser bei 600 °C arbeitet, kann ihre Festigkeit nach dem Bruch immer noch 80 % ihrer ursprünglichen Festigkeit beibehalten;wenn es bei 860°C ohne Schrumpfung arbeitet, kann selbst die Mineralwolle mit ausgezeichneter Temperaturbeständigkeit nur zu diesem Zeitpunkt die Festigkeit nach dem Bruch beibehalten.50%-60% wird die Glaswolle komplett zerstört.Kohlenstofffasern produzieren CO und CO2 bei etwa 300 °C.Basaltfasern können unter Einwirkung von heißem Wasser bei 70 °C eine hohe Festigkeit beibehalten, und Basaltfasern können nach 1200 h einen Teil ihrer Festigkeit verlieren.
Gute chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit
Die kontinuierliche Basaltfaser enthält Komponenten wie K2O, MgO) und TiO2, und diese Komponenten sind äußerst vorteilhaft für die Verbesserung der chemischen Korrosionsbeständigkeit und der Wasserdichtigkeit der Faser und spielen eine sehr wichtige Rolle.Gegenüber der chemischen Beständigkeit von Glasfasern hat es weitere Vorteile, insbesondere in alkalischen und sauren Medien.Basaltfasern können auch in gesättigter Ca(OH)2-Lösung und alkalischen Medien wie Zement eine höhere Beständigkeit aufrechterhalten.Alkalikorrosionseigenschaften.
Hoher Elastizitätsmodul und Reißfestigkeit
Der Elastizitätsmodul von Basaltfasern beträgt: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, was höher ist als der von alkalifreien Glasfasern, Asbest, Aramidfasern, Polypropylenfasern und Silikonfasern.Die Zugfestigkeit von Basaltfasern beträgt 3800-4800 MPa, was höher ist als die von Kohlefasern mit großem Kabelstrang, Aramid, PBI-Fasern, Stahlfasern, Borfasern und Aluminiumoxidfasern und mit S-Glasfasern vergleichbar ist.Basaltfasern haben eine Dichte von 2,65–3,00 g/cm3 und eine hohe Härte von 5–9 auf der Mohs-Skala, sodass sie eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Zugfestigkeit aufweisen.Seine mechanische Festigkeit übertrifft bei weitem die von Naturfasern und synthetischen Fasern, sodass es ein ideales Verstärkungsmaterial ist, und seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften stehen im Vordergrund der vier Hochleistungsfasern.
Hervorragende Schalldämmung
Kontinuierliche Basaltfaser hat hervorragende Schalldämmungs- und Schallabsorptionseigenschaften.Aus dem Schallabsorptionsgrad der Faser bei verschiedenen Frequenzen ist ersichtlich, dass ihr Schallabsorptionsgrad mit zunehmender Frequenz deutlich ansteigt.Wenn beispielsweise das schallabsorbierende Material aus Basaltfaser mit einem Durchmesser von 1–3 μm (Dichte 15 kg/m3, Dicke 30 mm) ausgewählt wird, wird die Faser bei einer Tonfrequenz von 100–300 Hz nicht beschädigt , 400-900 Hz und 1200-7 000 Hz.Die Schallabsorptionskoeffizienten der Materialien betragen 0,05 bis 0,15, 0,22 bis 0.75 bzw. 0,85 ~ 0,93.
Hervorragende dielektrische Eigenschaften
Der spezifische Durchgangswiderstand von Endlosbasaltfasern ist um eine Größenordnung höher als der von E-Glasfasern, und sie hat gute dielektrische Eigenschaften.Obwohl Basalterz ein leitfähiges Oxid mit einem Massenanteil von fast 0,2 enthält, ist nach einer speziellen Oberflächenbehandlung mit einem speziellen Netzmittel der dielektrische Verlustfaktor der Basaltfaser um 50 % niedriger als der von Glasfaser und der Durchgangswiderstand der Faser ist auch höher als die von Glasfaser.
Natürliche Silikatkompatibilität
Es hat eine gute Dispersion mit Zement und Beton, eine starke Bindekraft, einen konsistenten Wärmeausdehnungs- und Kontraktionskoeffizienten und eine gute Wetterbeständigkeit.
Geringe Hygroskopizität
Die Hygroskopizität von Basaltfasern beträgt weniger als 0,1 % und ist damit geringer als die von Aramidfasern, Steinwolle und Asbest.
Niedrige Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Basaltfaser beträgt 0,031 W/m·K – 0,038 W/m·K, was niedriger ist als die von Aramidfaser, Aluminiumsilikatfaser, alkalifreier Glasfaser, Steinwolle, Silikonfaser, Kohlefaser und Edelstahl Stahl.
Im Vergleich zu anderen Fasern weist Basaltfaser in vielerlei Hinsicht eine hervorragende Leistung auf.