Bahan gentian berprestasi tinggi hijau bukan organik baharu Serat Basalt

Apakah Serat Basalt?
Gentian basalt ialah gentian berterusan yang diperbuat daripada batuan basalt semulajadi sebagai bahan mentah utama.Selepas lebur pada 1450-1500 ℃, ia ditarik melalui sesendal lukisan aloi platinum-rhodium pada kelajuan tinggi.Warnanya biasanya coklat dan mempunyai kilauan logam.Ia terdiri daripada oksida seperti silikon dioksida, aluminium oksida, kalsium oksida, magnesium oksida, oksida besi dan titanium dioksida.Serat basalt mempunyai banyak sifat yang sangat baik seperti kekuatan tinggi, penebat elektrik, rintangan kakisan, rintangan suhu tinggi, anti-penuaan, dan lain-lain, dan ia mempunyai keserasian yang baik dengan alam sekitar dan tidak menghasilkan pencemaran sekunder.Oleh itu, ia adalah bahan perlindungan alam sekitar baharu berprestasi tinggi yang benar-benar hijau.
negara saya telah menyenaraikan gentian basalt sebagai salah satu daripada empat gentian utama (gentian karbon, gentian aramid, polietilena berat molekul ultra-tinggi, gentian basalt) untuk pembangunan utama.Keperluan penerbangan dan bidang lain mempunyai prospek aplikasi yang luas.
Proses pengeluaran gentian basalt
Batu basalt semulajadi yang terbentuk daripada letusan gunung berapi digunakan sebagai bahan mentah, dihancurkan dan dimasukkan ke dalam relau lebur, dipanaskan kepada keadaan cair 1450~1500°C, dan ditarik dengan cepat melalui sesendal lukisan dawai aloi platinum-rhodium, dan gentian basalt dihasilkan dengan cara ini.
Ringkasnya, proses membuat gentian basalt adalah untuk "menarik" batuan basalt gunung berapi yang keras menjadi sutera pada suhu tinggi.
Diameter gentian basalt yang dihasilkan oleh teknologi sedia ada boleh mencapai 6~13μm, yang lebih nipis daripada rambut.
Proses pengeluarannya ditunjukkan dalam rajah di bawah.
1
Magma cair

2

3

 

Melukis
Sebagai bahan silikat tak organik amorfus, gentian basalt mempunyai tempoh pengeluaran yang singkat, proses yang mudah, tiada air sisa industri dan gas buangan, dan nilai tambah yang tinggi.Ia dikenali sebagai "bahan baharu hijau" pada abad ke-21.

4

5

 

Prestasi cemerlang gentian basalt
Gentian basalt berterusan semulajadi tulen berwarna keemasan dan kelihatan sebagai silinder licin dengan keratan rentas bulat sempurna.Serat basalt mempunyai ketumpatan tinggi dan kekerasan yang tinggi, jadi ia mempunyai rintangan haus yang sangat baik dan kekuatan tegangan.Serat basalt ialah bahan amorf, dan suhu perkhidmatannya secara amnya -269~700°C (titik lembut ialah 960°C).Ia tahan asid dan alkali, mempunyai rintangan UV yang kuat, hygroscopicity rendah, dan rintangan alam sekitar yang baik.Di samping itu, ia mempunyai kelebihan penebat yang baik, kebolehturasan suhu tinggi, rintangan sinaran dan kebolehtelapan gelombang yang baik, kestabilan kejutan haba, kebersihan alam sekitar dan nisbah prestasi struktur yang sangat baik kepada kualiti struktur.

6

Bahan mentah yang mencukupi
Serat basalt dibuat dengan melukis selepas mencairkan bijih basalt, dan rizab bijih basalt di bumi dan bulan agak objektif, dan kos bahan mentah agak rendah.
Bahan Mesra Alam
Bijih basalt adalah bahan semula jadi, tiada boron atau oksida logam alkali lain dilepaskan semasa proses pengeluaran, jadi tiada bahan berbahaya yang dimendakkan dalam asap dan habuk, dan ia tidak akan mencemarkan atmosfera.Selain itu, produk ini mempunyai hayat perkhidmatan yang panjang, jadi ia adalah jenis bahan perlindungan alam sekitar aktif hijau baharu dengan kos rendah, prestasi tinggi dan kebersihan yang ideal.
Suhu tinggi dan rintangan air
Julat suhu operasi gentian basalt berterusan secara amnya -269~700°C (titik lembut ialah 960°C), manakala gentian kaca ialah -60~450°C, dan suhu operasi maksimum gentian karbon hanya boleh mencapai 500 °C.Terutama apabila gentian basalt berfungsi pada 600°C, kekuatannya selepas patah masih boleh mengekalkan 80% daripada kekuatan asalnya;apabila ia berfungsi pada 860°C tanpa pengecutan, bulu mineral dengan rintangan suhu yang sangat baik hanya dapat mengekalkan kekuatan selepas patah pada masa ini.50%-60%, bulu kaca musnah sepenuhnya.Gentian karbon menghasilkan CO dan CO2 pada kira-kira 300°C.Gentian basalt boleh mengekalkan kekuatan tinggi di bawah tindakan air panas pada 70 °C, dan gentian basalt mungkin kehilangan sebahagian daripada kekuatannya selepas 1200 jam.
Kestabilan kimia yang baik dan rintangan kakisan
Gentian basalt berterusan mengandungi komponen seperti K2O, MgO) dan TiO2, dan komponen ini sangat bermanfaat untuk meningkatkan rintangan kakisan kimia dan prestasi kalis air gentian, dan memainkan peranan yang sangat penting.Berbanding dengan kestabilan kimia gentian kaca, ia mempunyai lebih banyak kelebihan, terutamanya dalam media alkali dan berasid.Gentian basalt juga boleh mengekalkan rintangan yang lebih tinggi dalam larutan Ca(OH)2 tepu dan media beralkali seperti simen.Sifat kakisan alkali.
Modulus keanjalan dan kekuatan tegangan yang tinggi
Modulus keanjalan gentian basalt ialah: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, yang lebih tinggi daripada gentian kaca bebas alkali, asbestos, gentian aramid, gentian polipropilena dan gentian silikon.Kekuatan tegangan gentian basalt ialah 3800-4800 MPa, yang lebih tinggi daripada gentian karbon tunda besar, aramid, gentian PBI, gentian keluli, gentian boron, dan gentian alumina, dan setanding dengan gentian kaca S.Serat basalt mempunyai ketumpatan 2.65-3.00 g/cm3 dan kekerasan tinggi 5-9 pada skala Mohs, jadi ia mempunyai rintangan haus dan kekuatan tegangan yang sangat baik.Kekuatan mekanikalnya jauh melebihi gentian asli dan gentian sintetik, jadi ia merupakan bahan tetulang yang ideal, dan sifat mekanikalnya yang sangat baik berada di barisan hadapan bagi empat gentian berprestasi tinggi.
Penebat bunyi yang sangat baik
Serat basalt berterusan mempunyai penebat bunyi yang sangat baik dan sifat penyerapan bunyi.Ia boleh diketahui daripada pekali penyerapan bunyi gentian pada frekuensi yang berbeza bahawa pekali penyerapan bunyinya meningkat dengan ketara apabila kekerapan meningkat.Sebagai contoh, jika bahan penyerap bunyi yang diperbuat daripada gentian basalt dengan diameter 1-3μm (ketumpatan 15 kg/m3, ketebalan 30mm) dipilih, gentian tidak akan rosak di bawah keadaan frekuensi audio 100-300 Hz , 400-900 Hz dan 1200-7 000 HZ.Pekali serapan bunyi bahan ialah 0. 05~0.15, 0. 22~0.75 dan 0.85~0.93, masing-masing.
Sifat Dielektrik Cemerlang
Rintangan isipadu gentian basalt berterusan adalah susunan magnitud yang lebih tinggi daripada gentian kaca E, dan ia mempunyai sifat dielektrik yang baik.Walaupun bijih basalt mengandungi oksida konduktif dengan pecahan jisim hampir 0.2, selepas rawatan permukaan khas dengan agen pembasahan khas, tangen kehilangan dielektrik gentian basalt adalah 50% lebih rendah daripada gentian kaca, dan kerintangan isipadu gentian. juga lebih tinggi daripada gentian kaca.
Keserasian Silikat Semulajadi
Ia mempunyai penyebaran yang baik dengan simen dan konkrit, daya pengikat yang kuat, pengembangan haba yang konsisten dan pekali penguncupan, dan rintangan cuaca yang baik.
Higroskopisitas rendah
Higroskopisitas gentian basalt adalah kurang daripada 0.1%, iaitu lebih rendah daripada gentian aramid, bulu batu dan asbestos.
Kekonduksian haba yang rendah
Kekonduksian haba gentian basalt ialah 0.031 W/m·K -0.038 W/m·K, yang lebih rendah daripada gentian aramid, gentian aluminium silikat, gentian kaca bebas alkali, bulu batu, gentian silikon, gentian karbon dan tahan karat keluli.
Berbanding dengan gentian lain, gentian basalt mempunyai prestasi yang sangat baik dalam banyak aspek.

item

Serat Basalt Berterusan

Serat Karbon

Serat Aramid

Gentian kaca

Ketumpatan/(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

Kekonduksian Terma/(W/m•K)

0.031-0.038

5-185

0.04-0.13

0.034-0.040

Rintangan Isipadu/(Ω•m)

1×1012

2×10-5

3×1013

1×1011

Pekali Penyerapan Bunyi /%

0.9-0.99

0.8-0.93

Modulus Elastik/GPa

79.3-93.1

230-600

70-140

72.5-75.5

Kekuatan Tegangan/MPa

3000-4840

3500-6000

2900-3400

3100-3800

Diameter Monofilamen/um

9-25

5-10

5-15

10-30

Pemanjangan pada waktu rehat/%

1.5-3.2

1.3-2.0

2.8-3.6

2.7-3.0

Penggunaan gentian basalt

8

tak nampak
Serat basalt mempunyai ciri-ciri kekuatan tinggi dan rintangan suhu tinggi dan rendah, yang sangat sesuai untuk keperluan bahan permukaan pesawat dan peluru berpandu.Pada masa yang sama, ia mempunyai ciri-ciri penyerapan gelombang dan kebolehtelapan magnetik, yang boleh merealisasikan halimunan radar.Jadi gentian karbon basalt boleh menggantikan sebahagian gentian karbon untuk pesawat siluman dan peluru berpandu.

9

Kalis peluru
Pada masa ini, gentian polietilena berat molekul ultra tinggi biasanya digunakan untuk jaket kalis peluru, yang mempunyai rintangan haba yang rendah, dan kekuatan dan modulusnya akan berkurangan di bawah peleburan peluru suhu tinggi, yang akan menjejaskan kesan kalis peluru.Sebaliknya, gentian basalt mempunyai rintangan suhu tinggi yang kuat, jadi masalah ini tidak wujud.

1010

Aeroangkasa
Serat basalt mempunyai kekonduksian haba yang rendah dan kalis api yang baik.Julat suhu kerja ialah -269°C~700°C, yang tahan terhadap suhu tinggi dan rendah.Untuk memenuhi keperluan yang mendesak untuk bahan dalam bidang aeroangkasa, kebanyakan bahan aeroangkasa Rusia diperbuat daripada bahan ini.

11

Aplikasi dalam bidang kejuruteraan jalan raya
Serat basalt mempunyai kelebihan kekuatan tegangan tinggi, sifat mekanikal yang baik, rintangan suhu tinggi, perlindungan UV, rintangan asid, rintangan alkali, rintangan garam, dan rintangan penuaan.Berbanding dengan gentian lain, prestasi komprehensifnya lebih baik, dan ia juga memenuhi keperluan untuk bahan dalam bidang kejuruteraan jalan raya.Oleh itu, semakin banyak produk gentian basalt telah digunakan dalam kejuruteraan jalan raya sejak beberapa tahun kebelakangan ini.

Penebat haba, rintangan suhu, medan perlindungan kebakaran
Serat basalt mempunyai ciri-ciri rintangan suhu tinggi, dan boleh ditenun menjadi kain kalis api, yang digunakan dalam beberapa bidang perlindungan kebakaran.Ia juga boleh ditenun ke dalam beg penapis suhu tinggi untuk penapisan suhu tinggi dan penyingkiran habuk.Di samping itu, ia juga boleh dibuat menjadi rasa jarum, yang digunakan dalam beberapa bidang penebat haba.
Sektor pembinaan
Menggunakan ketahanan kakisan gentian basalt yang sangat baik, ia boleh dikompaun dengan resin vinil atau epoksi melalui proses pultrusion, penggulungan dan lain-lain untuk membuat jenis bahan binaan baharu.Bahan ini mempunyai kekuatan tinggi, rintangan asid yang sangat baik dan rintangan kakisan, dan boleh digunakan dalam kejuruteraan awam dan bukannya beberapa bar keluli.Selain itu, pekali pengembangan gentian basalt adalah serupa dengan konkrit, dan tidak akan ada tegasan suhu yang besar antara keduanya.
Bidang automotif
Gentian basalt mempunyai pekali geseran yang stabil dan boleh digunakan dalam beberapa bahan meningkatkan geseran, seperti pad brek.Oleh kerana pekali penyerapan bunyi yang tinggi, ia boleh digunakan pada beberapa bahagian dalaman untuk mencapai kesan penebat bunyi dan pengurangan hingar.
Medan petrokimia
Rintangan kakisan gentian basalt memberikan kelebihan unik dalam bidang petrokimia.Yang biasa ialah penggulungan paip tekanan tinggi yang digabungkan dengan resin epoksi, yang mempunyai dua kesan pemeliharaan haba dan anti-karat.
Walaupun gentian basalt masih mempunyai masalah seperti turun naik yang besar dalam komposisi mineral, kos pengeluaran yang tinggi, dan kecekapan pengeluaran yang rendah, masalah ini merupakan cabaran dan peluang untuk pembangunan dan penggunaan gentian basalt.
Dengan penemuan teknologi lukisan gentian basalt domestik, prestasi gentian basalt lebih stabil, kosnya lebih rendah, dan ia mempunyai prospek aplikasi yang sangat luas.


Masa siaran: Dis-14-2022