连续玄武岩纤维(cbf)在军工及民用领域的应用

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1、连续玄武岩纤维（CBF）在军工及民用领域的应用连续玄武岩纤维是前苏联经过了三十多年的研究开发而发明的高技术纤维。由于它性能优异、性价比好，应用领域广泛，极具发展前景，尤其是最近几年，我们中国也有了连续玄武岩纤维的批量生产。因此，我们现在开展对连续玄武岩纤维的研讨活动是非常有现实意义的。前几年，我担任了国家863计划“玄武岩连续纤维及其复合材料”课题组的组长。因此，有机会比大家早几年接触和研究开发了连续玄武岩纤维，借此高层论坛将我们有关研发的成果和信息，尤其是连续玄武岩纤维在军工及民用领域的应用情况，与大家共同分享。今天我与大家共同讨论四个问题：一、什么是连续玄武岩纤维？二、

2、连续玄武岩纤维都有哪些方面的优异性能？三、连续玄武岩纤维在军工及民用领域有哪些主要应用？四、应该如何看待连续玄武岩纤维在我国的发展？一、什么是连续玄武岩纤维？连续玄武岩纤维（ContinuousBasaltFibre简称CBF）是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450～1500℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。它与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等其它高科技纤维相比，具有很多独特的优点，如力学性能佳，耐高温性能好，可在－269～700℃范围内连续工作，耐酸耐碱，抗紫外线性能强，吸湿性低，有更好的耐环境性能，此外，还有绝缘性

3、能好，高温过滤性佳、抗辐射、良好的透波性能等优点。以连续玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料、建筑等领军工、民用领域，故连续玄武岩纤维被誉为21世纪的新材料。因此，连续玄武岩纤维是“石头变丝”的非金属无机纤维，其原料就是火山喷出岩（包括玄武岩、安山岩等矿物）。近几年来，连续玄武岩纤维良好的综合性能和性价比越来越被材料界和用户看好。这里有必要简单介绍一下连续玄武岩纤维的研发背景。20世纪60年代，前苏联国防部下令开发玄武岩纤维。1973年前苏联新闻机构报道，采用天然矿物制造的玄武岩纤维得到广泛的应用，这

4、主要是指超细玄武岩棉的生产。60～70年代,全苏玻璃钢与玻璃纤维科研院乌克兰分院根据苏联国防部的指令，着手研制玄武岩纤维。乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制玄武岩纤维及其制品制备工艺的生产线。联合体的科研实验室于1972年开始研制制备玄武岩纤维，曾经研制出20多种玄武岩纤维制品的生产工艺；1985年连续玄武岩纤维研制成功并实现了工业化生产。由此算起，连续玄武岩纤维在全世界的开发成功和批量生产的历史大概有20年左右。在此期间，我国的国家建筑科学研究院和南京玻璃纤维研究设计院也先后断断续续地开展了连续玄武岩纤维的研发，但是都没有开发

5、成功。真正具备乌克兰、俄罗斯“一段法”采用纯天然火山岩、不加任何辅料的连续玄武岩纤维生产应该是我国列入国家863计划以后，由深圳俄金碳材料科技有限公司承担了该863计划课题，之后其技术成果作价入股成立的“横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司”将其成果转化，实现了批量生产。因此，我们现在来讨论连续玄武岩纤维的推广应用应该是有现实条件和基础的。9近几年来，我国科技部也对连续玄武岩纤维的研究给予了极大的关注和重视。2001年7月我国原驻俄罗斯大使馆公使衔科技参赞黄寿增曾向国内发回了《21世纪新材料---玄武岩纤维》的专题报告；在2002年9月和2004年5月、11月国家科技部分别将

6、“玄武岩连续纤维及其复合材料”项目列入国家863计划和国家级火炬计划、国家科技型中小企业创新基金。一、连续玄武岩纤维有哪些方面的优异性能？了解和知晓了其优异性能后，便可以明确应用推广连续玄武岩纤维的领域和重点。众所周知，在高技术纤维和其它纤维中没有任何一种纤维是可以“包打天下”的。“存在就是合理的”。也就是说，每一种纤维都有它独特的性能和应用的市场。那么，连续玄武岩纤维都有特点呢？概括起来讲，连续玄武岩纤维是21世纪无污染的“绿色工业材料”。它具有综合性能好、性价比好的产品特点。这是其它纤维所难以比拟的。2.1突出的耐温性能。玄武岩纤维的使用温度范围为：-269～700℃（

7、最高为960℃），而玻璃纤维为-60～450℃。它的软化点为960℃。在400℃温度下工作时，其断裂强度能够保持85%；在600℃温度下工作时，其断裂强度仍能够保持80%的原始强度；如果玄武岩纤维预先在780～820℃温度下进行处理，纤维还能在860℃温度下工作而不会出现收缩。而即使优良的矿棉此时也只能保持50%～60%的强度，玻璃棉则完全破环。碳纤维的抗氧化性较差，在300℃有CO和CO2产生；间位芳纶最高使用温度也只有250℃。2.2突出的拉伸强度。玄武岩纤维的拉伸强度为3800～4800MPa，比大丝束碳纤维