Zrozumienie włókien bazaltowych Część Ⅰ

Skład chemiczny bazaltu
Powszechnie wiadomo, że skorupa ziemska składa się ze skał magmowych, osadowych i metamorficznych.Bazalt jest rodzajem skały magmowej.Skały magmowe to skały powstałe, gdy magma wybucha pod ziemią i skrapla się na powierzchni.Skały magmowe zawierające ponad 65% SiO₂to skały kwaśne, takie jak granit, a te, które zawierają mniej niż 52% SO, nazywane są skałami zasadowymi, takimi jak bazalt.Pomiędzy nimi znajdują się skały neutralne, takie jak andezyt.Wśród składników bazaltowych zawartość SiO₂wynosi przeważnie od 44% do 52%, zawartość Al₂O₃wynosi od 12% do 18%, a zawartość Fe0 i Fe₂0₃wynosi od 9% do 14%.
Bazalt jest ogniotrwałym surowcem mineralnym o temperaturze topnienia powyżej 1500℃.Wysoka zawartość żelaza sprawia, że ​​włókno jest brązowe, a zawiera K₂O, MgO i TiO₂które odgrywają ważną rolę w poprawie wodoodporności i odporności na korozję włókna.
Ruda bazaltowa należy do rudy magmy wulkanicznej, która ma naturalną stabilność chemiczną.Ruda bazaltowa to jednoskładnikowy surowiec do wzbogacania, topienia i ujednolicania jakości.W przeciwieństwie do produkcji włókna szklanego, surowce do produkcji włókna bazaltowego są naturalne i gotowe.

W ostatnich latach wykonano wiele prac badawczych, aby przesiać rudy nadające się do produkcji surowców z ciągłych włókien bazaltowych, zwłaszcza do produkcji włókien bazaltowych o ustalonych właściwościach (takich jak wytrzymałość mechaniczna, stabilność chemiczna i termiczna, izolacyjność elektryczna, itp.), należy użyć określonych rud Skład chemiczny i właściwości włóknotwórcze.Na przykład: zakres składu chemicznego rudy stosowanej do produkcji ciągłego włókna bazaltowego przedstawiono w tabeli.

Natura zapewniła główne zużycie energii rudy bazaltowej.W warunkach naturalnych ruda bazaltowa ulega wzbogacaniu, homogenizacji składników chemicznych i topnieniu w głębokich partiach ziemi.Nawet natura rozważa wypchnięcie rudy bazaltowej na powierzchnię ziemi w postaci gór do użytku przez ludzi.Według statystyk około 1/3 gór składa się z bazaltu.
Według danych analizy składu chemicznego rudy bazaltowej, surowce bazaltowe są prawie w całym kraju, a cena wynosi 20 juanów / tonę, a koszt surowców można zignorować w kosztach produkcji włókna bazaltowego.W wielu prowincjach Chin znajdują się kopalnie odpowiednie do ciągłej produkcji włókien bazaltowych, takie jak: cztery, Heilongjiang, Yunnan, Zhejiang, Hubei, wyspa Hainan, Tajwan i inne prowincje, z których niektóre produkują ciągłe włókno bazaltowe na przemysłowym sprzęcie testowym.Rudy chińskiego bazaltu różnią się od rud europejskich.Z geologicznego punktu widzenia chińskie rudy bazaltu są stosunkowo „młode” i nie posiadają bardzo charakterystycznych cech, czyli tzw. pierwotnych blizn rudnych.Dzięki analizie chińskich prowincji, takich jak Syczuan, Heilongjiang, Yunnan, Zhejiang i Hubei, badanie rud bazaltowych w środkowym i dolnym biegu rzeki Jangcy, Hainan i innych regionach pokazuje, że nie ma oryginalnej skały w tych rudach bazaltowych , a na powierzchni jest tylko kilka typowych cienkich warstw żółtego tlenku żelaza.Jest to bardzo korzystne dla ciągłej produkcji włókien bazaltowych, a cena surowca i koszt przetwarzania są niskie.
Bazalt jest nieorganicznym krzemianem.Został hartowany w wulkanach i piecach, od twardych skał po miękkie włókna, lekkie łuski i twarde pręty.Materiał ma odporność na wysoką temperaturę (>880C) i odporność na niskie temperatury (<-200C), niską przewodność cieplną (izolacja cieplna), izolację akustyczną, trudnopalność, izolację, niską absorpcję wilgoci, odporność na korozję, odporność na promieniowanie, wysoką wytrzymałość na zerwanie, niskie wydłużenie, wysoki moduł sprężystości, niewielka waga i inne doskonałe osiągi oraz doskonała wydajność przetwarzania, jest to całkowicie nowy materiał: nie wytwarza toksycznych substancji w normalnym procesie produkcji i przetwarzania, nie zawiera gazów odlotowych, ścieków i odpadów zrzut pozostałości, dlatego w XXI wieku nazywa się to wolnym od zanieczyszczeń „zielonym materiałem przemysłowym i nowym materiałem”.
W porównaniu z włóknem szklanym, które jest szeroko stosowane w budownictwie, przemyśle chemicznym i innych gałęziach przemysłu, oczywiste jest, że włókno bazaltowe i jego materiały kompozytowe mają wysoką wytrzymałość mechaniczną, dobre właściwości fizyczne i chemiczne i mogą być wykorzystywane do wytwarzania produktów wysokiej klasy.W porównaniu z innymi materiałami ogólna wydajność obu jest porównywalna.Niektóre właściwości włókna bazaltowego są lepsze niż włókna węglowego, a jego koszt jest mniejszy niż jedna dziesiąta włókna węglowego zgodnie z aktualną ceną rynkową.Dlatego włókno bazaltowe jest nowym włóknem o niskim koszcie, wysokiej wydajności i idealnej czystości po włóknie węglowym, włóknie aramidowym i włóknie polietylenowym.Amerykańskie stowarzyszenie Texas Basalt Continuous Fibre Industry Alliance zwróciło uwagę: „Bazaltowe włókno ciągłe jest tanim substytutem włókna węglowego i ma szereg doskonałych właściwości.Co najważniejsze, ponieważ jest pozyskiwany z naturalnej rudy bez żadnych dodatków, jest zdecydowanie jedynym niezanieczyszczającym środowiska i nietoksycznym.Rakotwórcze, zielone i zdrowe produkty z włókna szklanego cieszą się dużym zainteresowaniem rynku i przed zastosowaniem”
Ruda bazaltowa osadzała się na powierzchni ziemi od milionów lat i podlegała różnym czynnikom klimatycznym.Ruda bazaltowa jest jedną z najsilniejszych rud krzemianowych.Włókna wykonane z bazaltu mają naturalną wytrzymałość i stabilność wobec mediów korozyjnych.Trwała, elektroizolacyjna ruda bazaltowa jest naturalnym i przyjaznym dla środowiska czystym surowcem.