Nový anorganický zelený vysoce výkonný vláknitý materiál Basalt Fiber

Co je čedičové vlákno?
Čedičové vlákno je souvislé vlákno vyrobené z přírodní čedičové horniny jako hlavní suroviny.Po roztavení při 1450-1500 ℃ je tažen přes tažnou vložku ze slitiny platiny a rhodia vysokou rychlostí.Barva je obecně hnědá a má kovový lesk.Skládá se z oxidů, jako je oxid křemičitý, oxid hlinitý, oxid vápenatý, oxid hořečnatý, oxid železa a oxid titaničitý.Čedičové vlákno má mnoho vynikajících vlastností, jako je vysoká pevnost, elektrická izolace, odolnost proti korozi, odolnost proti vysokým teplotám, proti stárnutí atd., a má dobrou kompatibilitu s životním prostředím a neprodukuje sekundární znečištění.Proto se jedná o skutečně zelený vysoce výkonný nový materiál na ochranu životního prostředí.
moje země zařadila čedičové vlákno jako jedno ze čtyř hlavních vláken (uhlíkové vlákno, aramidové vlákno, polyethylen s ultravysokou molekulovou hmotností, čedičové vlákno) pro klíčový vývoj.Potřeby letectví a dalších oborů mají široké uplatnění.
Proces výroby čedičového vlákna
Přírodní čedičová hornina vytvořená vulkanickou erupcí se používá jako surovina, rozdrtí a vloží do tavicí pece, zahřeje na roztavený stav 1450 ~ 1500 °C a rychle protáhne tažným pouzdrem drátu ze slitiny platiny a rhodia a čedičovým vláknem. se vyrábí tímto způsobem.
Stručně řečeno, proces výroby čedičového vlákna je „vykreslení“ tvrdé vulkanické čedičové horniny do hedvábí při vysoké teplotě.
Průměr čedičového vlákna vyrobeného stávající technologií může dosáhnout 6~13μm, což je tenčí než vlas.
Jeho výrobní proces je znázorněn na obrázku níže.
1
Roztavené magma

2

3

 

Výkres
Jako amorfní anorganická silikátová látka má čedičové vlákno krátkou výrobní dobu, jednoduchý proces, žádné průmyslové odpadní vody a odpadní plyny a vysokou přidanou hodnotu.V 21. století je znám jako „zelený nový materiál“.

4

5

 

Vynikající výkon čedičového vlákna
Čistá přírodní souvislá čedičová vlákna mají zlatou barvu a vypadají jako hladké válce s dokonale kruhovým průřezem.Čedičové vlákno má vysokou hustotu a vysokou tvrdost, takže má vynikající odolnost proti opotřebení a pevnost v tahu.Čedičové vlákno je amorfní látka a jeho provozní teplota je obecně -269~700 °C (bod měknutí je 960 °C).Je odolný vůči kyselinám a zásadám, má silnou UV odolnost, nízkou hygroskopičnost a dobrou odolnost vůči životnímu prostředí.Kromě toho má výhody dobré izolace, filtrovatelnosti při vysoké teplotě, odolnosti vůči záření a dobré propustnosti vln, stability tepelného šoku, čistoty prostředí a vynikajícího poměru konstrukčního výkonu ke konstrukční kvalitě.

6

Dostatek surovin
Čedičové vlákno se vyrábí tažením po roztavení čedičové rudy a zásoby čedičové rudy na Zemi a Měsíci jsou zcela objektivní a náklady na suroviny jsou relativně nízké.
Materiály šetrné k životnímu prostředí
Čedičová ruda je přírodní materiál, při výrobě nedochází k vypouštění bóru ani jiných oxidů alkalických kovů, takže se v kouři a prachu nesrážejí žádné škodlivé látky a neznečišťuje ovzduší.Výrobek má navíc dlouhou životnost, jedná se tedy o nový typ zeleného materiálu aktivní ochrany životního prostředí s nízkou cenou, vysokým výkonem a ideální čistotou.
Odolnost vůči vysokým teplotám a vodě
Rozsah provozních teplot kontinuálního čedičového vlákna je obecně -269~700 °C (bod měknutí je 960 °C), zatímco u skleněných vláken je -60~450 °C a maximální provozní teplota uhlíkových vláken může dosáhnout pouze 500 °C.Zvláště když čedičové vlákno pracuje při 600 °C, jeho pevnost po přetržení si stále může zachovat 80 % své původní pevnosti;když pracuje při 860°C bez smrštění, i minerální vlna s vynikající teplotní odolností si v této době může zachovat pouze pevnost po lomu.50%-60%, skelná vata je zcela zničena.Uhlíkové vlákno produkuje CO a CO2 při cca 300°C.Čedičová vlákna si mohou udržet vysokou pevnost působením horké vody při 70 °C a čedičová vlákna mohou ztratit část své pevnosti po 1200 hodinách.
Dobrá chemická stabilita a odolnost proti korozi
Kontinuální čedičové vlákno obsahuje složky jako K2O, MgO) a TiO2 a tyto složky jsou mimořádně prospěšné pro zlepšení odolnosti vlákna proti chemické korozi a vodotěsnosti a hrají velmi důležitou roli.Ve srovnání s chemickou stabilitou skleněného vlákna má více výhod, zejména v alkalickém a kyselém prostředí.Čedičové vlákno si také může udržet vyšší odolnost v nasyceném roztoku Ca(OH)2 a alkalických médiích, jako je cement.Vlastnosti alkalické koroze.
Vysoký modul pružnosti a pevnosti v tahu
Modul pružnosti čedičového vlákna je: 9100 kg/mm-11000 kg/mm, což je vyšší hodnota než u bezalkalického skleněného vlákna, azbestu, aramidového vlákna, polypropylenového vlákna a silikonového vlákna.Pevnost v tahu čedičového vlákna je 3800-4800 MPa, což je vyšší než u velkokabelových uhlíkových vláken, aramidu, PBI vláken, ocelových vláken, borových vláken a aluminových vláken a je srovnatelná se skleněnými vlákny S.Čedičové vlákno má hustotu 2,65-3,00 g/cm3 a vysokou tvrdost 5-9 na Mohsově stupnici, takže má vynikající odolnost proti opotřebení a pevnost v tahu.Jeho mechanická pevnost daleko převyšuje přírodní vlákna a syntetická vlákna, takže je ideálním výztužným materiálem a jeho vynikající mechanické vlastnosti jsou v popředí mezi čtyřmi vysoce výkonnými vlákny.
Výborná zvuková izolace
Nepřetržité čedičové vlákno má vynikající zvukově izolační a zvukově izolační vlastnosti.Z koeficientu zvukové absorpce vlákna při různých frekvencích lze poznat, že jeho koeficient zvukové pohltivosti se s rostoucí frekvencí výrazně zvyšuje.Například, pokud je zvolen zvuk pohlcující materiál z čedičového vlákna o průměru 1-3μm (hustota 15 kg/m3, tloušťka 30 mm), nedojde k poškození vlákna při zvukové frekvenci 100-300 Hz , 400-900 Hz a 1200-7 000 Hz.Koeficienty zvukové pohltivosti materiálů jsou 0,05~0,15, 0,22~0.75 a 0,85~0,93, v daném pořadí.
Vynikající dielektrické vlastnosti
Objemový odpor spojitého čedičového vlákna je řádově vyšší než u skleněného vlákna E a má dobré dielektrické vlastnosti.Přestože čedičová ruda obsahuje vodivý oxid s hmotnostním zlomkem téměř 0,2, po speciální povrchové úpravě speciálním smáčedlem je tangens dielektrických ztrát čedičového vlákna o 50 % nižší než u skleněného vlákna a objemový odpor vlákna je také vyšší než u skleněných vláken.
Kompatibilita s přírodním silikátem
Má dobrou disperzi s cementem a betonem, silnou pojivovou sílu, konzistentní koeficient tepelné roztažnosti a kontrakce a dobrou odolnost proti povětrnostním vlivům.
Nízká hygroskopicita
Hygroskopicita čedičových vláken je menší než 0,1 %, což je nižší než u aramidových vláken, minerální vlny a azbestu.
Nízká tepelná vodivost
Tepelná vodivost čedičového vlákna je 0,031 W/m·K -0,038 W/m·K, což je nižší než u aramidových vláken, aluminiumsilikátových vláken, skleněných vláken bez alkálií, minerální vlny, silikonových vláken, uhlíkových vláken a nerezu. ocel.
Ve srovnání s jinými vlákny má čedičové vlákno vynikající výkon v mnoha ohledech.

Položka

Nepřetržité čedičové vlákno

Uhlíkové vlákno

Aramidové vlákno

Skleněné vlákno

Hustota/(g•cm-3)

2,6-2,8

1,7-2,2

1,49

2,5-2,6

Provozní teplota/℃

-260~880

2000

250

-60~350

Tepelná vodivost/(W/m•K)

0,031-0,038

5-185

0,04-0,13

0,034-0,040

Objemový odpor/(Ω•m)

1×1012

2×10-5

3×1013

1×1011

Koeficient absorpce zvuku /%

0,9-0,99

0,8-0,93

Elastický modul/GPa

79,3-93,1

230-600

70-140

72,5-75,5

Pevnost v tahu/MPa

3000-4840

3500-6000

2900-3400

3100-3800

Průměr monofilu/um

9-25

5-10

5-15

10-30

Prodloužení po přetržení/%

1,5-3,2

1,3-2,0

2,8-3,6

2,7-3,0

Aplikace čedičového vlákna

8

Neviditelný
Čedičové vlákno má vlastnosti vysoké pevnosti a odolnosti vůči vysokým a nízkým teplotám, což je velmi vhodné pro požadavky na povrchový materiál letadel a střel.Zároveň má vlastnosti absorpce vln a magnetické permeability, které mohou realizovat radarovou neviditelnost.Čedičové uhlíkové vlákno tedy může částečně nahradit uhlíkové vlákno pro stealth letadla a střely.

9

Neprůstřelný
V současnosti se pro neprůstřelné vesty obvykle používají vlákna z ultravysokomolekulárního polyetylenu, která mají nízkou tepelnou odolnost a jejich pevnost a modul se sníží při vysokoteplotním tavení střel, což ovlivní neprůstřelnost.Naproti tomu čedičové vlákno má silnou odolnost vůči vysokým teplotám, takže tento problém neexistuje.

1010

Aerospace
Čedičové vlákno má nízkou tepelnou vodivost a dobrou zpomalovač hoření.Rozsah pracovních teplot je -269°C~700°C, což je odolné vůči vysokým i nízkým teplotám.Pro splnění náročných požadavků na materiály v oblasti letectví je většina ruských leteckých materiálů vyrobena z tohoto materiálu.

11

Aplikace v oboru silničního stavitelství
Čedičové vlákno má výhody vysoké pevnosti v tahu, dobrých mechanických vlastností, odolnosti vůči vysokým teplotám, UV ochrany, odolnosti vůči kyselinám, odolnosti vůči zásadám, odolnosti vůči solím a odolnosti proti stárnutí.V porovnání s jinými vlákny je její komplexní výkon lepší a navíc splňuje požadavky na materiály v oblasti silničního stavitelství.Proto se v posledních letech v silničním stavitelství používá stále více výrobků z čedičových vláken.

Tepelná izolace, teplotní odolnost, pole požární ochrany
Čedičové vlákno má vlastnosti vysoké teplotní odolnosti a může být tkané do ohnivzdorné tkaniny, která se používá v některých oblastech požární ochrany.Může být také vetkán do vysokoteplotního filtračního sáčku pro vysokoteplotní filtraci a odstranění prachu.Kromě toho se z něj dá vyrobit i jehlová plsť, která se používá v některých tepelně izolačních oborech.
Stavební sektor
Využitím vynikající odolnosti čedičového vlákna proti korozi může být smíchán s vinylovou nebo epoxidovou pryskyřicí pomocí pultruze, navíjení a dalších procesů, aby se vytvořil nový typ stavebního materiálu.Tento materiál má vysokou pevnost, vynikající odolnost proti kyselinám a korozi a lze jej použít ve stavebnictví místo některých ocelových tyčí.Koeficient roztažnosti čedičových vláken je navíc podobný jako u betonu a mezi nimi nebude velké teplotní napětí.
Automobilový obor
Čedičové vlákno má stabilní koeficient tření a může být použito v některých materiálech zvyšujících tření, jako jsou brzdové destičky.Díky vysokému koeficientu zvukové pohltivosti jej lze použít na některé části interiéru pro dosažení efektu zvukové izolace a snížení hluku.
Petrochemický obor
Odolnost čedičového vlákna proti korozi mu dává jedinečné výhody v petrochemické oblasti.Nejběžnější jsou navíjení vysokotlakých trubek v kombinaci s epoxidovou pryskyřicí, které mají dvojí účinek tepelný a antikorozní.
Ačkoli čedičová vlákna stále mají problémy, jako jsou velké výkyvy ve složení minerálů, vysoké výrobní náklady a nízká efektivita výroby, tyto problémy představují výzvy i příležitosti pro vývoj a využití čedičových vláken.
S průlomem v technologii tažení domácích čedičových vláken je výkon čedičových vláken stabilnější, náklady jsou nižší a má velmi širokou perspektivu použití.


Čas odeslání: 14. prosince 2022