连续玄武岩纤维及其复合材料的研究

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1、2一维普资讯http://www.cqvip.comf22王岚：连续玄武岩纤雏厦其复合材抖的研究2加0年幕6期连续玄武岩纤维及其复合材料的研究／三—盥．堕堕．李振伟弘7、7)(南京玻璃纤维研究设计院210012)摘要：奉文通过时玄武岩连续纤堆在原抖，牺理、化学性能以厦用其增强各类树脂的性能方面做了比较详钿的分析对比，井由此认为，玄武岩连续井堆在耐高温、抗高温熟报性、耐酸碱、弹性模量、介电等性能方面具有一定的优势。用其增强树腾在性能方面普遍忱于玻璃歼雏增强的玻璃钢体。它在航空航天、玷垒、化工、建筑等领域具有较为广阁的应用前景。一表1玄武岩纤雏与C玻璃纤雏、E玻璃纤雏、玻璃纤雏成静比较以玄武

2、岩为主要原料生产的岩棉自从1840年首先在英国威尔斯试制成功到现在已有160年的历史。在这100多年中，生产岩棉的技术有了很大的发展，但产品种类基本上仍局限在中低档的定长纤维制作的保温材料，只是到了近一、二十年，在前苏联为代表的几个科技比较发达国家中玄武岩纤维材料技术的研究开发进人了一个崭新的阶段。他们成功地研制出了玄武岩连续纤维，并转人工业化生产。玄武岩连续纤维与普通岩棉相比，在纤维质量方面有了质的飞跃，它所表现出来的高弹性模量、高热稳定性以及优异的耐温碱性能使之在航空航天、冶金化工、建筑等领域得到了广泛的应用。用连续玄武岩纤维增强的玻璃钢体的强度、热稳定性、电绝缘性能均从表中成份对比

3、数据可以看出，制造连续纤维的玄武岩SiOz含量大于50％，AI203含量在18％左优于玻璃纤维增强材料，可在很大程度上替代玻纤、碳纤维和石棉制品。右，属于高铝含量玄武岩类。这种成份赋予玄武岩熔体于高粘度的特性。在1300~时它的粘度为200～2玄武岩纤维性能lO00dPaS，在1450℃时粘度为50～150dPaS，在这粘玄武岩连续纤维在原料的选择及制造技术上与度范围内对玄武岩纤维的成型比较有利。此外，玄武普通岩棉有很大的差别。在通常情况下，它们往往采岩成份中FeO和FbO，含量高达9％一14％。高含量用单一的玄武岩矿石作为原料，以充分利用玄武岩的铁使熔体呈黑棕色，透热性只为普通浅色玻璃

4、透的天然成份以及对成型纤维耐温、抗拉强度、弹性模热性的五分之一。玄武岩含有一定量的gaO、Mgo和量等性能起到一定作用的火山衍生物结构众所周TiOz，对提高纤维防水性能和耐腐蚀性能起了重要的知，玄武岩是一种火山喷出岩。它的主要矿物是斜长作用。玄武岩的这种成份，使得玄武岩具有高熔点。石和辉石。有些种类含丰富的橄榄石。次要矿物是铁熔体呈现高析晶上限温度，同时有易析晶，在漏板上质氧化物(磁铁矿、钛磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿)、正长易漫流等特点，但也是这种成份使得玄武岩纤维具石、石英、沸石等。在玄武岩成份中，SiO含量在44％有优良的物理和化学性能。玄武岩纤维的性能很大和53．5％之间，Al2O含量

5、介于12％～18％之间，程度上取决于玄武岩矿石的性能和整个生产工艺。SiO和A1zO含量一般大于55％从成份可以看出，表2列出了连续玄武岩纤维与一些主要的纤维类型玄武岩属于难熔的矿物原料。为了满足成形的需要，在物理、化学性能上的比较。从表中可以看出，玄武要求玄武岩熔化温度、成形温度、析晶上限温度必须岩连续纤维在拉伸强度上优于或与E玻纤相当。加在一定可操作范围内，这就需对玄武岩矿物做一定拿大Albarrie公司研制出的玄武纤维拉伸强度达到的筛选。以下是玄武岩纤维与C玻璃纤维、E玻璃纤4840MPa，甚至超过了S玻纤。玄武岩纤维的弹性模维、S玻璃纤维成份的比较。维普资讯http://www.

6、cqvip.com2000年11月玻璃钢／复合材料量也非常优异，优于E玻纤和Advantex，与S玻纤相到650~C。可以认为玄武岩连续纤维在综合性能上当。另外，它的软化点为960~C，最高稳定使用温度达比E玻纤、Advantex等纤维具有比较明显的优势。表2玄武岩连续纤堆与其它纤堆物理性能的比较表3不奢浸滴剂原丝纤雏的化学稳定性稳定性，所以在乌克兰玄武岩纤维还被用来增强混凝土制作桥梁等大型建筑的结构件，或用于腐蚀性液体及气体的过滤，并取得了良好的效果。3玄武岩纤维增强复合材料目前玄武岩连续纤维的主要产品为原丝、无捻粗纱和加捻纱。由于玄武岩纤维具有比普通玻璃纤注：l,bt&数据为纤维在不

7、同介质中煮沸3h后重量损失％。维更高的拉伸强度，弹性模量以及更好的化学稳定表3说明玄武岩纤维与E一玻璃纤维相比，具有更加性。所以用它来增强各类树脂所制成的复合材料具稳定的化学性能，特别是在酸性介质中更加明显。此有比较理想的物理和化学性能。表4是各种纤维增外。经过大量的试验还发现，玄武岩纤维在饱和ca强环氧树脂制成的复合材料的机械性能比较。(OH)溶液以及在水泥等碱性介质中能保持高度的表4各种纤堆增强环氧树脂制成的复合材料机械性能从表