Basaltfaser
Basaltfasern sind Endlosfasern, die aus natürlichem Basalt gewonnen werden. Basaltgestein wird bei 1450 °C bis 1500 °C geschmolzen und anschließend durch eine Platin-Rhodium-Legierung mittels Drahtziehplatte mit hoher Geschwindigkeit zu Endlosfasern gezogen. Reine natürliche Basaltfasern haben in der Regel eine braune Farbe. Basaltfasern sind ein neuartiges, anorganisches, umweltfreundliches und leistungsstarkes Fasermaterial, das aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid, Titandioxid und anderen Oxiden besteht.Basalt-EndlosfaserBasaltfasern sind nicht nur hochfest, sondern verfügen auch über zahlreiche hervorragende Eigenschaften wie elektrische Isolierung, Korrosionsbeständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit. Darüber hinaus entstehen bei der Herstellung von Basaltfasern weniger Abfälle und die Umwelt wird weniger belastet. Das Produkt kann nach der Entsorgung direkt und ohne Schäden in der Umwelt abgebaut werden, sodass es sich um ein wirklich grünes und umweltfreundliches Material handelt. Basalt-Endlosfasern finden breite Anwendung in faserverstärkten Verbundwerkstoffen, Reibmaterialien, Schiffsbaumaterialien, Wärmedämmstoffen, der Automobilindustrie, Hochtemperatur-Filtergeweben und Schutzbereichen.
Eigenschaften
① Ausreichend Rohstoffe
Basaltfaserwird aus Basalterz geschmolzen und gewonnen, und Basalterz ist auf der Erde und dem Mond durchaus objektiv vorhanden, da die Rohstoffkosten relativ gering sind.
② Umweltfreundliches Material
Basalterz ist ein natürliches Material. Während des Produktionsprozesses werden weder Bor noch andere Alkalimetalloxide freigesetzt. Daher entstehen keine schädlichen Substanzen im Rauch und es kommt nicht zu einer Umweltverschmutzung. Darüber hinaus hat das Produkt eine lange Lebensdauer und ist somit ein neuartiges, umweltfreundliches Material mit niedrigen Kosten, hoher Leistung und optimaler Sauberkeit.
③ Hohe Temperatur- und Wasserbeständigkeit
Der Verarbeitungstemperaturbereich von kontinuierlichen Basaltfasern liegt im Allgemeinen bei 269 bis 700 °C (Erweichungspunkt 960 °C), während Glasfasern bei 60 bis 450 °C arbeiten, während die Höchsttemperatur von Kohlefasern nur 500 °C erreicht. Insbesondere Basaltfasern behalten bei 600 °C ihre Festigkeit nach dem Bruch noch zu 80 % ihrer ursprünglichen Festigkeit bei; bei 860 °C schrumpft die Faser nicht, selbst wenn die Temperaturbeständigkeit hervorragender Mineralwolle zu diesem Zeitpunkt nach dem Bruch nur noch zu 50–60 % erhalten bleibt, wird Glaswolle vollständig zerstört. Kohlefasern produzieren bei etwa 300 °C CO und CO2. Basaltfasern behalten unter Einwirkung von heißem Wasser bei 70 °C ihre hohe Festigkeit, können aber nach 1200 Stunden einen Teil ihrer Festigkeit verlieren.
④ Gute chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit
Kontinuierliche Basaltfasern enthalten Komponenten wie K2O, MgO, TiO2 und andere. Diese Komponenten spielen eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der chemischen Korrosionsbeständigkeit und der Wasserfestigkeit der Fasern. Im Vergleich zu Glasfasern ist die chemische Stabilität insbesondere in alkalischen und sauren Medien besser, und Basaltfasern weisen in gesättigten Ca(OH)2-Lösungen sowie in Zement und anderen alkalischen Medien eine höhere Beständigkeit gegen alkalische Korrosion auf.
⑤ Hoher Elastizitätsmodul und Zugfestigkeit
Der Elastizitätsmodul von Basaltfasern beträgt 9100–11000 kg/mm und ist damit höher als der von alkalifreien Glasfasern, Asbest, Aramidfasern, Polypropylenfasern und Silicafasern. Die Zugfestigkeit von Basaltfasern beträgt 3800–4800 MPa und ist damit höher als die von Large Tow-Kohlefasern, Aramidfasern, PBI-Fasern, Stahlfasern, Borfasern und Aluminiumoxidfasern und mit S-Glasfasern vergleichbar. Basaltfasern haben eine Dichte von 2,65–3,00 g/cm³ und eine hohe Härte von 5–9 Grad auf der Mohs-Härteskala, wodurch sie eine ausgezeichnete Abriebfestigkeit und Zugverstärkungseigenschaften aufweisen. Ihre mechanische Festigkeit übertrifft die von Naturfasern und synthetischen Fasern bei weitem, sodass sie ein ideales Verstärkungsmaterial sind und ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften an die Spitze der vier wichtigsten Hochleistungsfasern zählen.
⑥ Hervorragende Schalldämmleistung
Kontinuierliche Basaltfasern weisen eine hervorragende Schalldämmung und Schallabsorption auf. Aus den Schallabsorptionskoeffizienten der Fasern lässt sich für verschiedene Audioanwendungen lernen. Mit zunehmender Frequenz steigt der Schallabsorptionskoeffizient deutlich an. Beispielsweise werden schallabsorbierende Materialien aus Basaltfasern mit einem Durchmesser von 1–3 μm (Dichte 15 kg/m³, Dicke 30 mm) ausgewählt. Bei Audioanwendungen mit Frequenzen von 100–300 Hz, 400–900 Hz und 1200–7000 Hz beträgt der Absorptionskoeffizient des Fasermaterials 0,05–0,15, 0,22–0,75 bzw. 0,85–0,93.
⑦ Hervorragende dielektrische Eigenschaften
Der Volumenwiderstand von kontinuierlichen Basaltfasern ist um eine Größenordnung höher als der vonE-Glasfaser, die hervorragende dielektrische Eigenschaften hat. Obwohl das Basalterz einen Massenanteil von fast 0,2 der leitfähigen Oxide enthält, ist der dielektrische Verbrauchswinkel der Basaltfaser im Vergleich zur Glasfaser durch die Verwendung eines speziellen Infiltrationsmittels und einer speziellen Oberflächenbehandlung um 50 % niedriger und der Volumenwiderstand der Faser ist auch höher als bei Glasfaser
⑧ Natürliche Silikatverträglichkeit
Gute Dispersion mit Zement und Beton, starke Bindung, konstanter Wärmeausdehnungs- und -kontraktionskoeffizient, gute Witterungsbeständigkeit.
⑨ Geringere Feuchtigkeitsaufnahme
Die Feuchtigkeitsaufnahme von Basaltfasern beträgt weniger als 0,1 % und ist damit geringer als bei Aramidfasern, Steinwolle und Asbest.
⑩ Geringere Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit von Basaltfasern beträgt 0,031 W/mK – 0,038 W/mK und ist damit niedriger als die von Aramidfasern, Aluminiumsilikatfasern, alkalifreien Glasfasern, Steinwolle, Siliziumfasern, Kohlenstofffasern und Edelstahl.
Fiberglas
Fiberglas, ein anorganisches, nichtmetallisches Material mit hervorragender Leistung, hat eine Vielzahl von Vorteilen wie gute Isolierung, Hitzebeständigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit, hohe mechanische Festigkeit, aber der Nachteil ist Sprödigkeit und geringe Abriebfestigkeit. Es basiert auf Chlorit, Quarzsand, Kalkstein, Dolomit, Bor-Calcium-Stein, Bor-Magnesium-Stein und sechs Arten von Erzen als Rohstoffe durch Hochtemperaturschmelzen, Ziehen, Wickeln, Weben und andere Prozesse bei der Herstellung des Durchmessers seines Monofilaments von einigen Mikrometern bis über 20 Mikrometer, entsprechend einem Haar von 1/20-1/5, jedes Bündel von Faserfilamenten besteht aus Hunderten oder sogar Tausenden von Monofilamenten.Fiberglaswird üblicherweise als Verstärkungsmaterial in Verbundwerkstoffen, elektrischen Isoliermaterialien und Wärmedämmmaterialien, Leiterplatten und anderen Bereichen der Volkswirtschaft verwendet.
Materialeigenschaften
Schmelzpunkt: Glas ist eine nicht-kristalline Art und hat keinen festen Schmelzpunkt. Im Allgemeinen wird angenommen, dass der Erweichungspunkt zwischen 500 und 750 °C liegt.
Siedepunkt: ca. 1000 °C
Dichte: 2,4 ~ 2,76 g/cm3
Bei der Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsmaterial für verstärkte Kunststoffe ist die hohe Zugfestigkeit das wichtigste Merkmal. Die Zugfestigkeit im Standardzustand beträgt 6,3 bis 6,9 g/d, im Nasszustand 5,4 bis 5,8 g/d. Die Hitzebeständigkeit ist gut, Temperaturen bis 300 °C haben keinen Einfluss auf die Festigkeit. Glasfasern verfügen über eine ausgezeichnete elektrische Isolierung und sind ein hochwertiges elektrisches Isoliermaterial, das auch als Isoliermaterial und Brandschutzmaterial verwendet wird. Im Allgemeinen korrodieren sie nur durch konzentrierte Lauge, Flusssäure und konzentrierte Phosphorsäure.
Hauptmerkmale
(1) Hohe Zugfestigkeit, geringe Dehnung (3%).
(2) Hoher Elastizitätskoeffizient, gute Steifigkeit.
(3) Dehnung innerhalb der Elastizitätsgrenzen und hohe Zugfestigkeit, sodass große Aufprallenergie absorbiert wird.
(4) Anorganische Faser, nicht brennbar, gute chemische Beständigkeit.
(5) Geringe Wasseraufnahme.
(6) Gute Zunderstabilität und Hitzebeständigkeit.
(7) Gute Verarbeitbarkeit, kann zuStränge, Bündel, Filze, Gewebeund andere verschiedene Produktformen.
(8) Transparent und lichtdurchlässig.
(9) Gute Haftung mit Harz.
(10) Preiswert.
(11) Brennt nicht leicht, kann bei hohen Temperaturen zu Glasperlen verschmolzen werden.
Veröffentlichungszeit: 11. April 2024