玄武岩纤维在汽车行业上的应用前景

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1、玄武岩纤维在汽车行业上的应用前景核心提示：近儿年來，随着石汕、钢材等不町再卞资源的加速消耗，使得资源开发变得愈加紧张，按照当今的开采及耗损量，保守估计，石油及钢材近几年来，随着石汕、钢材等不可再生资源的加速消耗，使得资源开发变得愈加紧张,按照当今的开采及耗损量，保守估计，石油及钢材只能维持30〜50年。因此，开发可替代钢材的材料显得尤为重要。在50年代末，就有人提出以石代钢的想法，自70年代，玄武岩纤维的成功研发，使得这一想法得以实现。玄武岩纤维具有力学性能佳，耐高温性能好，化学性能稳定，生产过程环保等优点。玄武岩纤维复合材料的性能远

2、远比钢材优界,而其重量却远小于钢材，将其应用丁汽车上,可以人人的减轻汽午的负重，从而降低能源消耗，而其性能乂能得以极人的捉升。玄武岩纤维制品具有可自然降解性，与环境相容性好的优点，既符合汽车材料向着高性能发展的要求,也符合国家对于汽车材料绿色环保的要求，在汽车行业中冇着良好的应川前景〔I⑷。1玄武岩纤维的优异特性1・1力学性能玄武岩纤维的密度为2.5-2.7g/cm3,拉仲强度为3000~3500MP可弹性模虽为100~150GPa,断裂仲长为3.2%,莫氏硕度为6.5-7.50,因此它具有优界的耐轉抗拉增强性能加拿人一家公司研制牛产

3、的玄武岩连续纤维具拉伸强度达到4840MPa,接近于高强碳纤维，而其成本却远低于碳纤维1・2吸咅性能玄武岩纤维具有优异的吸声性能，将其制品在不同音频下的吸音系数进行•实验得出，随着频率的增加，它的吸声系数显著增加⑸。如选用材料直径1〜3pm的玄武岩纤维制成的（密度为15kg/m3,厚度为30mm）吸音材料，其吸音性能见表1。频段/Hz10()~200300~90012(X)~7(XX)().22~()・75().85~()・93，少国屋车脑岡玄武岩纤维吸音材料的吸音性能吸音系数0.()5~()・151.3高热稳定性玄武岩纤维及其制品可

4、以在60CTC条件下使用，而玻璃纤维在相同条件下的使用温度一般不超过400°Co采用无机粘合剂制造的玄武岩纤维隔热材料町以在700°C条件下使用。此外，玄武岩矿石的成分比例的调整能够制成可在800°C下工作的耐高温材料。玄武岩纤维制成的过滤器可以在400〜650°C温度区间内对压力为234〜254kg/mm2的空气进行过滤，试样1、试样2、试样3的压力分别为234、240和254kg/mm2,原始比强度100%,其强度损耗如表2所示。表2玄武岩纤维制品热稳定性温度代试样1试样2试样33(X)98.799.0KX)4(X)X8.789.

5、()9().050058.961.065.06(X)38.439.038.870()25.027.()1・4化#稳定性和耐腐蚀性玄武岩纤维中含有©0、MgO和TiO?等成分，而这些成分对纤维的耐化学腐蚀及防水性能起相当重要的作用。由表3所示，玄武岩纤维与玻璃纤维的化学稳泄性相比更显优势，特别是在碱性和酸性介质中更加明显⑹。表3玄武岩纤维与玻璃纤维在H4KHCLNaOH中浸泡质量损耗百分比HJ)H(l/(2niol/L)Na()ll/(2mol/L)玄武岩纤维0・22.25.0玻璃纤维6.238.91.5绿色环保性玄武岩矿石在熔化过程中

6、不产牛硼和-其它碱金属氧化物等有害气体，因此其制造过程对环境没有污染。且玄武岩纤维能够H动降解成为十壤的母质，克服了传统材料在废弃过程中需消耗大虽的能源和污染环境等缺点，故玄武岩纤维是21世纪乂一种新型的环保型无机纤维⑺。2玄武岩纤维在汽车上的应用2.1汽车用摩擦增强材料增强纤维是汽-车摩擦材料的一个重耍组成部分，纤维的选用对摩擦材料的磨损性能有着重要影响⑻。目前汽车用摩擦增强材料主要有钢纤维、矿物纤维、玻璃纤维、有机纤维及耐高温聚合物纤维等。但是其使用都或多或少的存在一些问题，如石棉粉尘严重污染环境,有致病作用，直接危害人类健康，现

7、在已被限制使用;钢纤维容易锈蚀，易粘着或损伤对偶材料，使用时容易产生低频噪音;而玻璃纤维材料的燃损人，涉水性不良，噪声高;碳纤维生产的增强材料性能优异，但是其生产成木过高，不利于广泛推广;其他的纤维增强材料，有的浸润性不佳，有的制造工艺复杂。玄武岩纤维不仅强度高、热稳定性好、不易损伤对偶、磨损低、摩擦系数稳定，而且价格适宜。从表4可以看出，玄武岩纤维的材料密度适屮，其拉伸强度与玻璃纤维相当，口玄武岩纤维增强摩擦材料的耐磨性鬲于石棉纤维、钢纤维和玻璃纤维。通过对幺-武岩矩切纤维增强制动片的性能检测，认为其具有高温摩擦系数稳定、热衰退小和

8、制动噪音低等特点,适合作为摩擦材料的主增强材叫9〕。该材料冇利于解决传统汽车制动器出现的''热哀退〃现象,进而减少交通事故的产生。西班牙GALFER公司已成功开发以玄武岩纤维作为主增强纤维來牛产的1052系列摩托车刹车片