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玄武岩连续纤维及其复合材料 |
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被科学家们誉为２１世纪一种新材料的玄武岩连续纤维及其复合材料，性能优异，替代性强，应用领域广，我国玄武岩矿藏储量丰富。这是以天然玄武岩矿石为原料，将矿石破碎后加入熔窑中，在１４５０℃～１５００℃熔融后，通过喷丝板拉伸成连续纤维，并以玄武岩纤维为增强体制成的新型复合材料。玄武岩矿石主要由ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２等多种氧化物组成，因此，玄武岩纤维在许多技术指标方面优于玻璃纤维，其使用温度范围为：－２６９℃～９００℃，玻璃纤维为－６０℃～４５０℃。用玄武岩连续纤维增强的复合材料，在很多方面可以与Ｓ－玻璃纤维或芳纶复合材料媲美。
早在上个世纪６０年代初，原苏联科学家就发现了玄武岩连续纤维的优异特性，从７０年代开始，美国和德国的科学家就对玄武岩连续纤维进行了大量的研究，但至今都未实现工业化生产，目前只有乌克兰、俄罗斯各拥有一个玄武岩连续纤维生产厂。我国虽然有几十条普通玄武岩岩棉的生产线，但由于拉丝技术不过关，玄武岩连续纤维生产及应用尚属空白。这项作为国家８６３计划的研究项目，现在正由南京玻璃纤维研究设计院矿物棉研究所、辽宁省营口市建筑材料研究所等科研及生产单位联合研究开发，今年有望研制成功。
玄武岩连续纤维具有高力学强度、低导热系数、良好的热振稳定性、防火性、耐腐蚀性、耐用性和环保洁净性，材料自身质量轻，结构性能与结构质量的比值优良，广泛应用于工业和民用建筑行业中，利用现代专用技术生产不同结构建筑材料，从根本上大幅度地提高建筑质量，增强抗震加固、抗冲击、防火安全性和保暖节能效果。可以以其用来替代钢筋作混凝土建筑结构的增强材料，复合材料可以形成玄武岩纤维层合板、结构复合材料板和各种橡胶制品的增强材料，用玄武岩连续纤维编制物和无捻粗纱制成的土工材料，用来加固堤坝、水电站水坝、高速公路和立交桥等。玄武岩连续纤维及其复合材料还可应用于石油、化工、航空航天、汽车制造、电子和冶金等领域。
玄武纤维又称玄武岩纤维，是用火山爆发出的玄武岩经1500摄氏度的高温拉丝而成。用玄武纤维织成布、制成板就是用玄武岩制成布和板，用玄武纤维布或板可制成任意形状的产品，都具有下列功能：
1. 永久的阻燃性： 极限氧指数（Loi）>70
2. 特高软化温度： >1200 ℃
3. 极高的使用温度： >880 ℃
4. 极低的使用温度： <-200 ℃
5. 高的断裂强度： 4500MPa
6. 低的断裂伸长率： 3.1%
7. 高的弹性模量： 1x104 kg/mm2
8. 材料密度： 2.7g/cm3
9. 低的热传导系数： 0.035W/m•K
10.高的吸音系数： 0.95
11.低的吸湿性： 0.1%
12.高的比体积电阻： 1x1012Ω•m
13.防辐射铅当量： 0.0073mmPb
此外玄武纤维还具有化学稳定性、物理稳定性、抗紫外线、有吸波功能、有透波功能、无毒性、燃烧无熔滴、燃烧烟密度低、环保无污染等特性。
由于玄武纤维有极高的使用温度，高的断裂度，高模量，优异的力学、物理、化学功能，极低的热传导系数，高的吸音系数，极低的吸湿性，高的比体积电阻，抗紫外线，吸波功能，防辐射，防电磁，燃烧无熔滴，燃烧烟密度低，环保无污染等功能于一身。
玄武纤维可广泛用于航天、航空、高速列车、汽车、船舶、国防、军工、安防、建筑工程、防火工程、海洋工程、土木工程、电力工程、石油工程、加固工程等行业。
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