La fibra de basalt (BF) és un nou tipus de material inorgànic, respectuós amb el medi ambient i d'alt rendiment. El seu color és generalment marró i una mica daurat. Es compon de SiO2, Al2O3, CaO, FeO i altres òxids, així com una petita quantitat d'impureses. Cada component de la fibra té les seves propietats específiques. La fibra contínua de basalt, com a material de reforç, no només té una bona estabilitat, excel·lents propietats mecàniques i resistència a la corrosió, sinó que també té els avantatges d'un bon aïllament, excel·lents propietats d'aïllament tèrmic i acústic i bones propietats de transmissió d'ones.
Com que el mineral de basalt en si proporciona a la fibra de basalt moltes propietats excel·lents, la fibra de basalt té una gran durabilitat i excel·lents propietats mecàniques. Aquests avantatges són molt pràctics tant en camps militars com civils.
Actualment, en la producció s'ha utilitzat tela ignífuga teixida amb filatura de fibra de basaltroba de protecció ignífuga i aïllanti mantes extintores. Els productes s'utilitzen principalment en protecció contra incendis, metal·lúrgia, indústria militar i altres indústries. Un mercat potencial per a la fibra de basalt és com a substitut de la fibra de vidre. Enl'àmbit del reforç d'edificis, el rendiment de la fibra de basalt és proper al de la fibra de carboni, però el preu és diverses vegades o fins i tot desenes de vegades inferior al de la fibra de carboni. En enginyeria civil nacional, pot substituir parcialment la cara fibra de carboni per al reforç estructural, reduint el cost dels projectes de reforç estructural a la Xina. Dependència de la fibra de carboni. En termes dematerials compostos, es pot combinar amb diverses resines per formar materials compostos que es poden utilitzar com a materials estructurals, com araPales de turbines eòliques, estructures de casc de vehicles, canonades i dipòsits d'emmagatzematge resistents a la corrosió i la pressió i materials de base per a plaques de circuit imprès.
1.
El basalt utilitzat en el camp de la protecció contra incendis i l'aïllament està àmpliament distribuït a la Xina i és barat. El seu cost de fabricació de fibra és baix. Té avantatges globals evidents sobre la fibra química, la fibra de vidre, la fibra de carboni, etc., i té un gran potencial de substitució. És un producte d'alta tecnologia i nous amb alt valor afegit.
En els darrers anys, els materials verds ignífugs i d'aïllament tèrmic han cridat gradualment l'atenció de la gent. Com a material verd, la fibra de basalt s'ha convertit en la primera opció per a la prevenció d'incendis i l'aïllament tèrmic. Té les característiques de pes lleuger, prevenció d'incendis, aïllament tèrmic i aspecte bonic. El material compost de fibra de basalt ignífuga i aïllant de calor compost per una capa de teixit de fibra de basalt, una capa de cautxú resistent a altes temperatures, una capa de pel·lícula de fibra de polièster, una capa reflectant d'alumini dipositat en vapor i una viscosa ignífuga i una barreja de Basofil. La capa de tela té una bona resistència ignífuga, aïllant de la calor i alta temperatura. Rendiment, en ambients d'alta temperatura, pot absorbir part de la calor, tenir un millor efecte d'aïllament tèrmic i no es cremarà. Pot tenir un millor paper protector i s'utilitza en protecció contra incendis, indústria petroquímica, militar i metal·lúrgica i altres camps.
Segons Qi Fengjie, professor de l'Escola de Materials Polímers de la Universitat del Nord-Est, el drap resistent al foc fet de fibra de basalt té una resistència a alta temperatura i un bon efecte d'aïllament tèrmic. La resistència a la temperatura pot arribar als 650 graus i l'índex d'oxigen límit és superior a 68, que és molt millor que les fibres orgàniques com aramida. , especialment indicat per preparar cortines antiincendis industrials. El drap ignífug de fibra de basalt no es deformarà ni esclatarà sota l'acció de la flama a 1000 graus, i el temps de resistència al foc es pot mantenir en més d'1 hora. També pot tenir un paper protector en ambients amb humitat, vapor, fum i gasos químics. A més, si la fibra de basalt es barreja amb altres fibres, es pot convertir en teixits ignífugs d'alt nivell, que tenen avantatges evidents quan s'utilitzen en equips especials relacionats amb forces.
A jutjar per l'aplicació actual del mercat, les fibres Kevlar, Nomex i Tefló de DuPont s'han utilitzat com a matèries primeres preferides per a teixits ignífugs a l'estranger. Tot i que les tres matèries primeres anteriors tenen propietats de resistència a altes temperatures i reaccions químiques, no són resistents a altes temperatures per sobre dels 370 graus. Es produirà carbonització i descomposició. El drap ignífug de fibra de basalt està teixit a partir del fil continu de fibra de basalt de 7μm ~ 9μm de GBF i s'ha tractat amb un recobriment no tòxic i resistent a altes temperatures. No es fondrà, degotarà ni es reduirà per calor, i no serà tòxic. L'escapament del gas pot convertir-se completament en una poderosa alternativa al Kevlar,
Nomex, tefló i altres teles de fibra resistents al foc. La fibra de basalt és difícil de formar i controlar durant el procés de producció, cosa que limita el desenvolupament de tèxtils industrials de fibra de basalt en alguns camps.
Actualment, només uns pocs països del món, com Rússia, Ucraïna i la Xina, han dominat aquesta tecnologia de producció. La producció total al món és de menys de 3.500 tones.Després d'una àrdua exploració i pràctica, les empreses xineses han superat les dificultats tècniques de la fabricació de fibra de basalt i han començat la producció en massa. La producció forma una certa escala de mercat.
2
La fibra de basalt utilitzada en el camp de l'automoció no només té una alta resistència, una bona estabilitat tèrmica, no és fàcil de danyar la parella, té un baix desgast i un coeficient de fricció estable, sinó que també és assequible. L'aplicació de fibra de basalt en materials de reforç de fricció no només pot augmentar la vida útil dels materials de fricció de l'automòbil i augmentar la temperatura d'ús dels materials de fricció, sinó que també pot resoldre diversos factors desfavorables dels materials de fricció actuals i ajudar a resoldre el fenomen de desintegració tèrmica que es produeix en l'automòbil tradicional. frens. D'aquesta manera es redueix l'ocurrència d'accidents de trànsit.
Cos fet de fibra de basalt
L'empresa espanyola GALFER ha desenvolupat amb èxit la sèrie 1052 de pastilles de fre de moto produïdes amb fibra de basalt com a principal fibra de reforç. Les estructures resistents a altes temperatures fetes de fibra de basalt s'utilitzen com a materials de reforç de la fricció per a frens, embragatges, etc. d'automòbils, que no només ajuden al desenvolupament d'alta velocitat dels automòbils, sinó que també ajuden a millorar el rendiment de seguretat dels automòbils. El seu desenvolupament té àmplies perspectives de mercat.
Com es pot veure a la taula anterior, la densitat del material de la fibra de basalt és moderada, la seva resistència a la tracció és equivalent a la de la fibra de vidre i la resistència al desgast del material de fricció reforçat amb fibra de basalt és superior a la fibra d'amiant, fibra d'acer i fibra de vidre. . Mitjançant les proves de rendiment de pastilles de fre reforçades amb fibra de basalt picada, es creu que té les característiques d'un coeficient de fricció estable a alta temperatura, una petita desintegració tèrmica i un baix soroll de frenada, i és adequat com a principal material de reforç dels materials de fricció.
Els materials de filtre d'automòbils de fibra de basalt poden filtrar i separar les partícules sòlides a l'escapament dels automòbils en condicions d'alta temperatura, reduint la contaminació urbana causada per l'escapament dels automòbils. A més, els seus materials de filtre tenen l'avantatge d'utilitzar-se en condicions d'alta temperatura durant molt de temps mantenint un rendiment estable. El drap de filtre fet de fibra de basalt contínua a Rússia i Ucraïna té una pèrdua de massa de només el 12% de la fibra de basalt contínua a una temperatura elevada de 900 graus. L'aplicació de materials de filtre d'automòbils de fibra de basalt compleix els requisits de protecció del medi ambient en el nou segle i també és propici per satisfer la recerca de vehicles d'alt rendiment de la gent.
En comparació amb la fibra de vidre, que s'utilitza àmpliament en materials d'interior, l'absorció de so i la resistència a la calor de la fibra de basalt són molt més grans que la fibra de vidre E.
L'aplicació de materials de fibra de basalt aïllants i acústics als automòbils ajudarà a millorar el rendiment d'aïllament acústic entre l'automòbil i el món exterior i reduirà el soroll generat per les peces de l'automòbil. El Japó ha seleccionat la fibra de basalt com el millor material per al desenvolupament de silenciadors d'automòbils. La demanda anual de materials d'aïllament acústic i de fibra d'aïllament tèrmic d'automòbils és de més de 100,000 tones, de manera que la fibra de basalt té un gran potencial de desenvolupament de mercat en aquest sentit. .
3.
S'utilitza en el camp de l'enginyeria de la construcció, el formigó armat amb fibra de basalt és un nou material compost de formigó format per la barreja de fibres contínues de basalt o fibres discontínues en formigó en una quantitat raonable i d'una manera adequada. Conserva els avantatges de l'alta resistència a la compressió del formigó i augmenta. Les seves propietats de tracció, resistents al desgast i resistents als impactes juguen un paper en el reforç, l'enduriment i l'allargament de la vida útil en projectes de formigó. La fibra de basalt és una fibra típica de silicat amb compatibilitat natural. Es dispersa fàcilment quan es barreja amb formigó de ciment i morter. El volum de formigó de fibra de basalt acabat de barrejar és estable i té una bona treballabilitat.
En comparació amb el formigó normal, el formigó de fibra de basalt també té una resistència superior a la temperatura, resistència a la contracció i resistència a la corrosió, cosa que és beneficiosa per millorar la durabilitat dels projectes de formigó i ampliar l'àmbit d'ús del formigó. Incorporar correctament la fibra de basalt al formigó pot millorar la resistència a l'impacte del formigó, reduir la seva fragilitat i millorar les propietats mecàniques del formigó.
Les matèries primeres per a la producció de fibra de basalt s'obtenen a partir de roques extrusives volcàniques naturals. Les matèries primeres gairebé no contenen ingredients nocius per a la salut humana, la qual cosa fa que la promoció del formigó de fibra basàltica en l'àmbit de l'enginyeria de la construcció sigui significativa per estalviar recursos i ser verd i respectuós amb el medi ambient.
4
Es recomana que la fibra de basalt tingui excel·lents propietats de protecció tèrmica i propietats mecàniques. Tanmateix, diverses dades també mostren que el major desavantatge de la fibra de basalt és que la seva densitat és lleugerament superior a la d'altres fibres. Per tant, en l'aplicació de basalt, les capacitats d'investigació i desenvolupament i el nivell de tecnologia de producció de la fibra de basalt s'han de reforçar completament, i els paràmetres del procés s'han de seleccionar raonablement en el disseny de l'organització i l'estructura del teixit per evitar càrregues addicionals per als treballadors o usuaris a causa del pes excessiu dels tèxtils. La càrrega de mà d'obra, aplicant així un teixit basalt amb bones propietats de protecció tèrmica al camp de la protecció ignífuga, també tindrà l'efecte d'aprofitar al màxim els materials i aconseguir el doble de resultat amb la meitat d'esforç.
Les fibres ignífugues d'alt rendiment s'utilitzen àmpliament en indústries d'alta tecnologia, tecnologies d'avantguarda i camps d'equips especials. Tanmateix, poques vegades s'utilitzen en camps industrials i civils on la demanda del mercat és gran. El motiu principal és que tenen menys varietats, preus més alts i propietats de desgast pobres. Diferència. L'índex d'oxigen limitant de la fibra de basalt és extremadament alt i és una fibra inorgànica. No emet gasos nocius quan es crema. No obstant això, el seu preu és alt i el seu rendiment de desgast és pobre. Es pot barrejar amb altres fibres per fer que el teixit barrejat no només sigui molt retardant de flama, sinó també durador. Reduir o fins i tot eliminar l'emissió de gasos nocius en les reaccions de combustió. Per exemple, combinant la resistència a la flama de la fibra de basalt amb la comoditat, l'absorció d'humitat i la transpirabilitat del cotó, i barrejant-la en una certa proporció, es pot assegurar que el teixit tingui una bona resistència a la flama i una bona No només millora la comoditat i el medi ambient. protecció del producte, però també millora el rendiment del producte.
Com a nou tipus de fibra d'alt rendiment, la fibra de basalt té avantatges de rendiment, avantatges tècnics i avantatges de cost. En l'actualitat, el nivell d'investigació i desenvolupament de la fibra de basalt al meu país encara està per darrera del dels països desenvolupats. Com transformar completament els tres avantatges principals de la fibra de basalt requereix una millora i optimització del rendiment i la tecnologia de producció de la fibra de basalt. Al mateix temps, reforçar la tecnologia de modificació de superfícies dels tèxtils industrials per millorar les seves propietats mecàniques i antienvelliment ambientals, desenvolupar nous productes competitius i diferenciats, ampliar l'abast d'aplicacions i augmentar la promoció del mercat, de manera que es pugui utilitzar fibra de basalt. més ràpid Aprofitar millor els seus avantatges i promoure l'actualització dels productes en camps relacionats.
