玄武岩纤维及其各成分作用

2021-01-12  来自: 广西蜀川复合材料有限公司 浏览次数:89

  广西南宁蜀川玻璃纤维制品有限公司分析玄武岩纤维及其各成分作用,一起来了解一下。


  玄武岩纤维,是以火山岩为原料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。类似于玻璃纤维,其性能介于高-强度S玻璃纤维和无碱E玻璃纤维之间。


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  玄武岩系火山之物,其结构致密,并含有玻璃质。各地的玄武岩组成略有不同,成分基本一致。由于纤维在成型过程中,熔融的玄武岩被拉伸和冷却成固态前,在表面张力的作用下收缩成表面积较小的圆形,因此玄武岩纤维表面呈光滑的圆柱状,其截面也呈完整的圆形。这样会影响到纤维与其它纤维(如:植物纤维等)的粘贴和使用性能,因此对玄武岩纤维的表面修饰是十分必要的。纤维的表面处理可采用等离子法、机械处理、化学处理(铬酸、醋酸、碱液、无机盐(如:二氯化锌、三氯化铁等))、阴极氧化法、电晕放电法、辐射处理、活化热处理等方法。


  经处理后的玄武岩纤维表面粗糙度增加、几何形态发生变化,扩大了纤维的表面积,使其在与其它纤维间的物理接触增加(即摩擦粘附),提高了机械联结性能。纤维中的化学成分对其物理化学性能有重要影响,用电子震能谱仪(EDS)对玄武岩纤维元素进行含量测定,其结果(原子wt%表示):Si=26.36,Ca=18.93,Al=7.89,Mg=6.90,O=31.81,K=1.18,Na=1.63,Ti=1.26,Fe=4.04。二氧化硅石玄武岩主要的成分,被称为网络形成物,它可以保持玄武岩纤维的化学稳定性和机械强度,但当含量高时,玄武岩熔融的温度和粘度较高,给拉丝带来困难,但可以根据需要添加其它氧化物以降低熔点并赋予玄武岩纤维所需要的特性。另外,氧化钙行量较高,这对提高玄武岩纤维的耐久性,特别是耐水性的腐蚀、硬度、机械强度是有利的,不足之处是使纤维的柔韧性降低。玄武岩纤维中的三氧化二铝的含量也较高,他可以提高玄武岩纤维的耐久性、化学稳定性、热稳定性和机械强度,为提高复合材料的力学性能等打下良好的基础。通过EDS测试、计算玄武岩纤维的酸度系数M=1.9,pH=4.75,可见玄武岩纤维较易制备并且化学稳定性好。


  玄武岩纤维为非晶体态物质,使用温度大于玻璃纤维,一般在263℃至900℃,导热系数低。在25℃下玄武岩纤维的导热系数为0.04/m·k。在耐水性方面远远优于玻璃纤维,吸湿能力只有0.2%-0.3%,而且其吸湿能力不随时间变化,这就保证了它在使用过程中的热稳定性、长寿性和环境协调性。是一种之于自然、又能会归于自然很有开发前景的绿色纤维[2]


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