玄武岩纖維與玻璃纖維分別稱量配料
玄武岩是一種在全世界大多數國家中都能夠找到的火山岩。在很長時間內,玄武岩被用於澆鑄工藝,製作建築用的磚和板。在工業用途中,用作鋼管內襯的澆鑄玄武岩顯示了極好的耐磨性。另外,玄武岩被磨黃金價格碎之後,還可用作混凝土的集料。
玄武岩纖維採用與玻璃纖維相似的連續工藝製造。首先將玄武岩石玻璃纖維破碎,經洗清後投人熔窯。此步工序比玻璃纖維簡單,因為玄武岩纖維的組成不如玻璃纖維複雜。玻璃一般由50%的矽砂與硼、鋁氧化物等幾種其他礦物製成。這些原料必須在進人熔窯之前分別稱量配料。與玻璃不一樣,玄武岩纖維沒有其他原料,只需單一投料。另一方面,對玄武岩原料純度和穩黃金價格定性的直接控制也少。雖然玄武岩和玻璃都是矽酸鹽,但熔融玻璃冷卻後形成非晶態固體,而玄武岩則具有晶體結構,其結構隨各地理區域熔岩流動的具體條件而異。
經破碎的玄武岩進人熔窯後在1500℃下熔化。與透明的玻璃不同,不透明的玄武岩不是傳輸而是吸收紅外能。因此,使用傳統玻璃熔窯那樣的上方燃燒器來均勻加熱玄武岩原料就更困難。使用上方燃燒器,玄武FR4,FRP岩熔體就必須在貯液槽內停留較長時間(幾個小時)來達到均勻溫度。因此,玄武岩纖維廠商採用了幾種方法來促進均勻加熱,包括浸沒式電極。一家公司的銷售經理稱,因質量原因,他們公司寧願用氣熔而不是用電熔,儘管氣熔成本高。最後,該公司採取了兩極加熱方案,分區採用不同的加熱系統。因為,只有料道部分才需要高精度的溫度控制,故在前段加熱區可使用更簡單的控制系統。與玻璃纖維一樣,玄武岩纖維用鉑鍺漏板成形。纖維冷卻時施加浸潤劑,然後被拉絲機捲繞。
上述差別使玄武岩纖維的總生產成本超過E玻璃纖維,但玄武琉璃岩纖維的產品在復合材料中的性能明顯超過E玻璃纖維。在短切原絲氈、無撚粗紗和單向布這些產品中,玄武岩纖維顯示了比E玻璃纖維更高的斷裂強度和楊氏模量。比利時Leaven大學複合材料系的Verpoest教授進行了一項對比研究。他用環氧樹脂浸漬E玻璃和玄武岩無撚粗紗,製成單向預浸料,然後壓成層壓板。從板切下135mmxl5mm的試樣並測量其厚度,然後進行三點彎曲試驗(ISO178)和ILSS試驗(IS014130),測試其強度和剛度。 Verpoest報告每一試樣的纖維體積分數均為40%,但測得玄武岩纖維獎盃試樣的強度比E玻璃纖維試樣高13.7%,剛度高17.5%,儘管玄武岩試樣比E玻璃試樣重3.6 %。
此外,玄武岩纖維天然抗紫外線和高能量的電磁輻射,在低溫下能夠保持性能,並具有更好的耐酸性。另有資料顯示,在工人安全性和空氣質量方面玄武岩纖維也很優秀。有關人士指出,由於玄武岩琉璃是火山活動的產物,其成纖過程比玻璃纖維更為環保。纖維加工過程中可能釋放的“溫室”氣體已在數百年前岩漿噴發過程中排放。再者,玄武岩百分之百惰性,與空氣和水均無毒性反應,而且不燃燒,防爆炸。
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