Co je to čedičové vlákno?
Čedičové vlákno je kontinuální vlákno vyrobené z přírodní čedičové horniny jako hlavní suroviny. Po roztavení při 1450 - 1500 ℃ je nakreslena platinovou slitinou - Rhodium nakreslit pouzdro 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 titan. Čedičové vlákno má mnoho vynikajících vlastností, jako je vysoká pevnost, elektrická izolace, odolnost proti korozi, vysoká teplotní odolnost, proti - stárnutí atd., A má dobrou kompatibilitu s prostředím a nevytváří sekundární znečištění. Jedná se tedy o skutečný zelená vysoká - výkonnost nového materiálu ochrany životního prostředí.
Moje země uvedla čedičové vlákno jako jedno ze čtyř hlavních vláken (uhlíkové vlákno, aramidové vlákno, ultra - polyethylen s vysokou molekulovou hmotností, čedičové vlákno) pro vývoj klíčů. Potřeby letectví a dalších oborů mají široké vyhlídky na aplikaci.
Výrobní proces čedičového vlákna
Přirozená čedičová hornina tvořená sopečnou erupcí se používá jako surovina, rozdrcená a vložena do tání pece, zahřívá se na roztavený stav 1450 ~ 1500 ° C a rychle se protáhne skrz platinum - drátěné vodič na rhodionu a takto se produkuje čedičové vlákno.
Stručně řečeno, procesem výroby čedičových vláken je „nakreslit“ tvrdou sopečnou čedičovou horninu do hedvábí při vysoké teplotě.
Průměr čedičového vlákna produkovaného stávající technologií může dosáhnout 6 ~ 13 μm, což je tenčí než vlasy.
Jeho výrobní proces je zobrazen na obrázku níže.
Roztavená magma
Výkres
Jako amorfní anorganická silikát látka má čedičové vlákno krátké výrobní období, jednoduchý proces, žádný průmyslový odpadní vodu a odpadní plyn a vysokou přidanou hodnotu. Je známý jako „zelená nový materiál“ v 21. století.
Vynikající výkon vlákna čedidla
Čistá přírodní kontinuální čedičová vlákna jsou zlaté barvy 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 teplota servisního serveru je obecně - 269 ~ 700 ° C (změkčení je 960 ° C). Je odolný vůči kyselině a alkalii, má silnou rezistenci na UV záření, nízkou hygroskopicitu a dobrý environmentální odolnost. Kromě toho má výhody dobré izolace, vysokoteplotní filtrovatelnosti, odolnosti proti záření a propustnosti dobré vlny, stability tepelného nárazu, čistoty životního prostředí a vynikajícího poměru strukturálního výkonu ke strukturální kvalitě.
Dostatečné suroviny
Čedičové vlákno se vyrábí kreslením po roztavení čedičové rudy a rezervy čedičové rudy na Zemi a Měsíci jsou docela objektivní a náklady na suroviny jsou relativně nízké.
Ekologické materiály
Čedičová ruda je přírodní materiál, během výrobního procesu není vypouštěn žádný oxidy kovových kovů nebo jiné oxidy kovů, takže v kouři a prachu nejsou vysráženy žádné škodlivé látky a atmosféru neznečišťuje. Navíc má produkt dlouhou životnost, takže se jedná o nový typ zeleného aktivního materiálu ochrany životního prostředí s nízkými náklady, vysokou výkonností a ideální čistotou.
Vysoká teplota a odolnost proti vodě
Provozní teplotní rozsah kontinuálního čedičového vlákna je obecně - 269 ~ 700 ° C (změkčující bod je 960 ° C), zatímco u skleněných vláken je - 60 ~ 450 ° C a maximální provozní teplota uhlíkového vlákna může dosáhnout pouze 500 ° C. Obzvláště když čedičové vlákno pracuje při 600 ° C, může jeho pevnost po zlomenině stále udržovat 80% své původní síly; Když funguje při 860 ° C bez smršťování, může i minerální vlna s vynikajícím odolností proti teplotě udržovat pouze v této době pevnost po zlomenině. 50%- 60%, skleněná vlna je zcela zničena. Uhlíkové vlákno produkuje CO a CO2 při přibližně 300 ° C. Čedičová vlákna mohou udržovat vysokou pevnost při účinku horké vody při 70 ° C a čedičová vlákna mohou ztratit část své síly po 1200 hodinách.
Dobrá chemická stabilita a odolnost proti korozi
Kontinuální čedičové vlákno obsahuje komponenty, jako jsou K2O, MGO) a TiO2, a tyto komponenty jsou velmi prospěšné pro zlepšení odolnosti vůči chemické korozi a vodotěsný výkon vlákna a hrají velmi důležitou roli. Ve srovnání s chemickou stabilitou skleněných vláken má větší výhody, zejména v alkalické a kyselé médiu. Čedičové vlákno může také udržovat vyšší odolnost v roztoku nasycených Ca (OH) 2 a alkalických médií, jako je cement. Vlastnosti koroze alkalického.
Vysoký modul pružnosti a pevnosti v tahu
Elastický modul vlákna čedičového vlákna je: 9100 kg/mm - 11000 kg/mm, což je vyšší než modul alkalií - Skleněné vlákno, azbest, aramidové vlákno, polypropylenové vlákno a křemíkové vlákno. Pevnost v tahu čedičového vlákna je 3800 - 4800 MPa, která je vyšší než u velkého tažného uhlíkového vlákna, aramidu, PBI vlákniny, ocelového vlákna, vlákna boru a vlákna aluminy a je srovnatelné se S skleněným vláknem S. Čedičové vlákno má hustotu 2,65 - 3,00 g/cm3 a vysokou tvrdost 5 - 9 na stupnici MoHS, takže má vynikající odolnost proti opotřebení a pevnost v tahu. Jeho mechanická síla daleko přesahuje pevnost přírodních vláken a syntetických vláken, takže se jedná o ideální zesílený materiál a jeho vynikající mechanické vlastnosti jsou v popředí čtyř vysokých výkonnostních vláken.
Vynikající izolace zvuku
Kontinuální čedičové vlákno má vynikající zvukové izolaci a vlastnosti absorpce zvuku. Může být známo z koeficientu absorpce zvuku vlákna při různých frekvencích, že jeho koeficient absorpce zvuku se významně zvyšuje se zvyšujícím se frekvencí. Například, pokud je vybrán zvuk absorbující materiál vyrobený z čedičového vlákna s průměrem 1 - 3 μm (hustota 15 kg/m3, tloušťka 30 mm), vlákno nebude poškozeno pod podmínkou zvukové frekvence 100 - 300 Hz, 400 - 900 Hz a 1200 - 7 000 Hz. Koeficienty absorpce zvuku materiálů jsou 05 ~ 0,15, 0,22 ~ 0. 75 a 0,85 ~ 0,93.
Vynikající dielektrické vlastnosti
Objemový odpor kontinuálního čedičového vlákna je řádově vyšší než odolnost E -skleněného vlákna a má dobré dielektrické vlastnosti. Ačkoli čedičová ruda obsahuje vodivý oxid s hmotnostní frakcí téměř 0,2, po speciálním povrchovém úpravě speciálním smáčeným činidlem je dielektrická ztráta tangens čedičového vlákna o 50% nižší než odolnost skleněných vláken a objemový odpor vlákna je také vyšší než odolnost skleněných vláken.
Přirozená kompatibilita silikátu
Má dobrou disperzi s cementem a betonem, silnou vazebnou silou, konzistentní tepelnou roztažností a koeficientem kontrakce a dobrou odolnost proti počasí.
Nízká hygroskopita
Hygroskopita vlákna je menší než 0,1%, což je nižší než u aramidových vláken, skalní vlny a azbestu.
Nízká tepelná vodivost
Tepelná vodivost čedičového vlákna je 0,031 W/M · K - 0,038 W/M · K, která je nižší než vodička aramidových vláken, hliníkového křemičitanového vlákna, alkalií - Skleněné vlákno, skalní vlnu, křemíkové vlákno, uhlíkové vlákno a nerezová ocel.
Ve srovnání s jinými vlákny má čedičové vlákno vynikající výkon v mnoha aspektech.
Položka | Kontinuální čedičové vlákno | Uhlíkové vlákno | Aramid 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 při přestávce/% | 1,5 - 3.2 | 1.3 - 2,0 | 2,8 - 3.6 | 2.7 - 3.0 |
Aplikace čedičového vlákna
Neviditelný
Čedičové vlákno má vlastnosti vysoké pevnosti a odolnosti proti vysoké a nízké teplotě, což je velmi vhodné pro požadavky povrchového materiálu letadel a raket. Současně má vlastnosti absorpce vln a magnetickou propustnost, což může realizovat radarovou neviditelnost. Čestské uhlíkové vlákno tedy může částečně nahradit uhlíkové vlákno pro tajná letadla a rakety.
Neprůstřelný
V současné době se polyethylenová vlákna ultra - vysoká molekulová hmotnost obvykle používají pro neprůstřelné vesty, které mají nízkou tepelnou odolnost, a jejich síla a modul se sníží při vysokot - teplotním tání kulek, což ovlivní neprůstřelný efekt. Naproti tomu čedičové vlákno má silnou odolnost proti vysoké teplotě, takže tento problém neexistuje.
Aerospace
Čedičové vlákno má nízkou tepelnou vodivost a dobrou zpomalení hoření. Rozsah pracovní teploty je - 269 ° C ~ 700 ° C, což je odolné vůči vysokým i nízkým teplotám. Abychom splnili náročné požadavky na materiály v oblasti letectví, je z tohoto materiálu vyrobena většina ruských leteckých materiálů.
Aplikace v oblasti silničního inženýrství
Čedičové vlákno má výhody vysoké pevnosti v tahu, dobré mechanické vlastnosti, vysokou teplotní odolnost, UV ochranu, odolnost proti kyselině, rezistenci na alkalii, odolnost proti soli a odolnost proti stárnutí. Ve srovnání s jinými vlákny je jeho komplexní výkonnost lepší a také splňuje požadavky na materiály v oblasti silničního inženýrství. Proto se v posledních letech v silniční inženýrství použilo stále více a více čedičových vláken.
Izolace tepla, odolnost proti teplotě, pole ochrany proti požáru
Čedičové vlákno má vlastnosti vysokoteplotní odolnosti a může být tkané do ohniskové látky, která se používá v některých polích ochrany proti požáru. Může být také tkaný do tyčiny vysoké teploty filtru pro vysokou filtraci teploty a odstranění prachu. Kromě toho může být také vyrobena na plstění jehly, která se používá v některých tepelných izolačních polích.
Stavební sektor
S využitím vynikající korozní odolnosti čedičového vlákna může být umocněn vinylovou nebo epoxidovou pryskyřicí prostřednictvím pultruze, vinutí a dalších procesů k vytvoření nového typu stavebního materiálu. Tento materiál má vysokou pevnost, vynikající odolnost proti kyselině a odolnost proti korozi a lze jej použít ve stavebnictví místo některých ocelových tyčí. Kromě toho je expanzní koeficient čedičového vlákna podobný koeficitu betonu a mezi nimi nebude dojde k velkému teplotnímu napětí.
Automobilové pole
Čedičové vlákno má stabilní koeficient tření a lze jej použít v některých materiálech zvyšujících tření, jako jsou brzdové destičky. Vzhledem k vysokému koeficientu absorpce zvuku může být použit na některých vnitřních částech k dosažení účinku izolace zvukové izolace a redukce šumu.
Petrochemické pole
Odolnost proti korozi čedičového vlákna mu dává jedinečné výhody v petrochemickém poli. Obyčejné jsou navíjející vysokotlaké potrubí kombinované s epoxidovou pryskyřicí, které mají duální účinky konzervace tepla a anti - koroze.
Ačkoli čedičová vlákna mají stále problémy, jako jsou velké kolísání minerálních složení, vysoké výrobní náklady a nízkou účinnost produkce, tyto problémy jsou jak výzvy, tak příležitosti pro vývoj a využití čedičových vláken.
S průlomem technologie výkresů z domácího čedičového vlákna je výkon vlákna čediče stabilnější, náklady jsou nižší a mají velmi širokou aplikační vyhlídku.
Čas příspěvku: prosinec - 14 - 2022