Basaltfaser (BF) ist ein neuartiges anorganisches, umweltfreundliches und leistungsstarkes Material. Seine Farbe ist im Allgemeinen braun und etwas golden. Es besteht aus SiO2, Al2O3, CaO, FeO und anderen Oxiden sowie einer geringen Menge an Verunreinigungen. Jeder Bestandteil der Faser hat seine spezifischen Eigenschaften. Basalt-Endlosfasern weisen als Verstärkungsmaterial nicht nur eine gute Stabilität, hervorragende mechanische Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit auf, sondern bieten auch die Vorteile einer guten Isolierung, hervorragender Wärme- und Schalldämmeigenschaften sowie guter Wellenübertragungseigenschaften.
Da das Basalterz selbst Basaltfasern viele hervorragende Eigenschaften verleiht, weisen die Basaltfasern selbst eine hohe Haltbarkeit und hervorragende mechanische Eigenschaften auf. Diese Vorteile sind sowohl im militärischen als auch im zivilen Bereich sehr praktisch.
Derzeit wird bei der Herstellung von feuerfesten Stoffen aus Basaltfaserspinnen gewebtflammhemmende und isolierende Schutzkleidungund Feuerlöschdecken. Die Produkte werden hauptsächlich im Brandschutz, in der Metallurgie, in der Militärindustrie und in anderen Branchen eingesetzt. Ein potenzieller Markt für Basaltfasern ist der Ersatz von Glasfasern. Indem Bereich der GebäudebewehrungDie Leistung von Basaltfasern kommt der von Kohlefasern nahe, der Preis ist jedoch um ein Vielfaches oder sogar Dutzende Male niedriger als der von Kohlefasern. Im heimischen Tiefbau kann es die teuren Kohlefasern zur Strukturverstärkung teilweise ersetzen und so die Kosten für Strukturverstärkungsprojekte in China senken. Abhängigkeit von Kohlefaser. BezüglichKompositmaterialienEs kann mit verschiedenen Harzen zu Verbundwerkstoffen kombiniert werden, die als Strukturmaterialien verwendet werden können, zRotorblätter von Windkraftanlagen, Fahrzeugrumpfstrukturen, korrosionsbeständige und druckbeständige Rohre und Lagertanks sowie Grundmaterialien für Leiterplatten.
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Basalt, der im Bereich Brandschutz und Isolierung verwendet wird, ist in China weit verbreitet und billig. Die Herstellungskosten der Fasern sind niedrig. Es hat offensichtliche umfassende Vorteile gegenüber Chemiefasern, Glasfasern, Kohlenstofffasern usw. und verfügt über ein großes Substitutionspotenzial. Es ist ein Hightech- und neues Produkt mit hohem Mehrwert.
In den letzten Jahren haben umweltfreundliche Brandschutz- und Wärmedämmstoffe nach und nach die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Als umweltfreundliches Material ist Basaltfaser zur ersten Wahl für den Brandschutz und die Wärmedämmung geworden. Es zeichnet sich durch geringes Gewicht, Brandschutz, Wärmeisolierung und ein schönes Aussehen aus. Das feuerfeste und wärmeisolierende Basaltfaser-Verbundmaterial besteht aus einer Basaltfaser-Gewebeschicht, einer hochtemperaturbeständigen Gummischicht, einer Polyesterfaserfilmschicht, einer aufgedampften reflektierenden Aluminiumschicht und einer flammhemmenden Viskose- und Basofil-Mischung Die Stoffschicht ist gut flammhemmend, wärmeisolierend und hochtemperaturbeständig. Leistung: In Umgebungen mit hohen Temperaturen kann es einen Teil der Wärme absorbieren, hat eine bessere Wärmeisolationswirkung und brennt nicht. Es kann eine bessere Schutzfunktion übernehmen und wird im Brandschutz, in der petrochemischen Industrie, im Militär und in der Metallurgie sowie in anderen Bereichen eingesetzt.
Laut Qi Fengjie, Professor an der School of Polymer Materials der Northeastern University, weisen feuerfeste Stoffe aus Basaltfasern eine hohe Temperaturbeständigkeit und eine gute Wärmeisolationswirkung auf. Die Temperaturbeständigkeit kann bis zu 650 Grad betragen und der Grenzsauerstoffindex liegt über 68, was viel besser ist als bei organischen Fasern wie Aramid. , besonders geeignet für die Herstellung industrieller Brandschutzvorhänge. Feuerfestes Tuch aus Basaltfasern verformt sich nicht und platzt unter der Einwirkung von Flammen bei 1000 Grad nicht, und die Feuerwiderstandszeit kann bei mehr als 1 Stunde gehalten werden. Es kann auch in Umgebungen mit Feuchtigkeit, Dampf, Rauch und chemischen Gasen eine schützende Rolle spielen. Darüber hinaus können Basaltfasern, wenn sie mit anderen Fasern gemischt werden, zu höherwertigen flammhemmenden Stoffen verarbeitet werden, die bei der Verwendung in Spezialeinheitenausrüstung offensichtliche Vorteile haben.
Nach der aktuellen Marktanwendung werden Kevlar-, Nomex- und Teflonfasern von DuPont im Ausland als bevorzugte Rohstoffe für feuerfeste Stoffe verwendet. Obwohl die oben genannten drei Rohstoffe hitzebeständig und chemikalienbeständig sind, sind sie nicht hitzebeständig über 370 Grad. Es kommt zu Karbonisierung und Zersetzung. Das feuerfeste Gewebe aus Basaltfasern wird aus GBFs 7 μm bis 9 μm dickem Endlosgarn aus Basaltfasern gewebt und mit einer hochtemperaturbeständigen, ungiftigen Beschichtung behandelt. Es schmilzt nicht, tropft nicht, schrumpft nicht und ist nicht giftig. Gasabgase können eine leistungsstarke Alternative zu Kevlar darstellen.
Nomex-, Teflon- und andere feuerbeständige Fasertücher. Basaltfasern lassen sich während des Produktionsprozesses nur schwer formen und kontrollieren, was die Entwicklung von Industrietextilien aus Basaltfasern in einigen Bereichen einschränkt.
Derzeit beherrschen nur wenige Länder der Welt wie Russland, die Ukraine und China diese Produktionstechnologie. Die Gesamtproduktion weltweit beträgt weniger als 3.500 Tonnen.Nach mühsamer Erforschung und Praxis haben chinesische Unternehmen die technischen Schwierigkeiten der Basaltfaserherstellung überwunden und mit der Massenproduktion begonnen. Die Produktion bildet einen bestimmten Marktumfang.
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Im Automobilbereich verwendete Basaltfasern haben nicht nur eine hohe Festigkeit, eine gute thermische Stabilität, beschädigen die Kupplung nicht so leicht, haben einen geringen Verschleiß und einen stabilen Reibungskoeffizienten, sondern sind auch erschwinglich. Die Verwendung von Basaltfasern in Reibungsverstärkungsmaterialien kann nicht nur die Lebensdauer von Automobilreibungsmaterialien verlängern und die Nutzungstemperatur von Reibungsmaterialien erhöhen, sondern auch verschiedene ungünstige Faktoren aktueller Reibungsmaterialien lösen und dazu beitragen, das Phänomen des thermischen Zerfalls zu lösen, das bei herkömmlichen Automobilbremsen auftritt. Dadurch wird das Auftreten von Verkehrsunfällen verringert.
Körper aus Basaltfaser
Das spanische Unternehmen GALFER hat erfolgreich die Serie 1052 von Motorradbremsbelägen entwickelt, die mit Basaltfasern als Hauptverstärkungsfaser hergestellt werden. Hochtemperaturbeständige Strukturen aus Basaltfasern werden als Reibungsverstärkungsmaterialien für Automobilbremsen, Kupplungen usw. verwendet, was nicht nur die Hochgeschwindigkeitsentwicklung von Automobilen unterstützt, sondern auch dazu beiträgt, die Sicherheitsleistung von Automobilen zu verbessern. Seine Entwicklung hat breite Marktaussichten.
Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, ist die Materialdichte von Basaltfasern mäßig, ihre Zugfestigkeit entspricht der von Glasfasern und die Verschleißfestigkeit von mit Basaltfasern verstärktem Reibungsmaterial ist höher als die von Asbestfasern, Stahlfasern und Glasfasern . Durch Leistungstests von mit Basaltfasern verstärkten Bremsbelägen wird angenommen, dass diese die Eigenschaften eines stabilen Hochtemperatur-Reibungskoeffizienten, eines geringen thermischen Abfalls und eines geringen Bremsgeräuschs aufweisen und als Hauptverstärkungsmaterial für Reibungsmaterialien geeignet sind.
Autofiltermaterialien aus Basaltfasern können bei hohen Temperaturen feste Partikel in Autoabgasen filtern und trennen und so die durch Autoabgase verursachte Verschmutzung der Städte verringern. Darüber hinaus haben die Filtermaterialien den Vorteil, dass sie bei hohen Temperaturen lange Zeit verwendet werden können und dabei eine stabile Leistung beibehalten. Das Filtertuch aus Endlosbasaltfasern in Russland und der Ukraine weist bei einer hohen Temperatur von 900 Grad einen Massenverlust von nur 12 % der Endlosbasaltfasern auf. Die Anwendung von Autofiltermaterialien aus Basaltfasern erfüllt die Anforderungen des Umweltschutzes im neuen Jahrhundert und trägt auch dazu bei, dem Streben der Menschen nach Hochleistungsfahrzeugen gerecht zu werden.
Im Vergleich zu Glasfasern, die häufig in Innenmaterialien verwendet werden, sind die Schallabsorption und Wärmebeständigkeit von Basaltfasern viel höher als bei E-Glasfasern.
Der Einsatz von wärmeisolierenden und schallabsorbierenden Basaltfasermaterialien in Automobilen trägt dazu bei, die Schalldämmleistung zwischen dem Automobil und der Außenwelt zu verbessern und den von Automobilteilen erzeugten Lärm zu reduzieren. Japan hat Basaltfasern als bestes Material für die Entwicklung von Automobilschalldämpfern ausgewählt. Der jährliche Bedarf an Schalldämm- und Wärmedämmfasermaterialien für Kraftfahrzeuge beträgt mehr als 100.000 Tonnen, sodass Basaltfasern in dieser Hinsicht ein großes Marktentwicklungspotenzial haben. .
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Basaltfaserverstärkter Beton wird im Bauwesen eingesetzt und ist ein neues Betonverbundmaterial, das durch das Einmischen von Basalt-Endlosfasern oder diskontinuierlichen Fasern in einer angemessenen Menge und auf geeignete Weise in Beton entsteht. Es behält die Vorteile einer hohen Betondruckfestigkeit und erhöht seine Zug-, Verschleiß- und Schlagfestigkeitseigenschaften und spielt eine Rolle bei der Verstärkung, Zähigkeit und Verlängerung der Lebensdauer von Betonprojekten. Basaltfasern sind typische Silikatfasern mit natürlicher Verträglichkeit. Beim Mischen mit Zementbeton und Mörtel lässt es sich leicht verteilen. Das Volumen des frisch gemischten Basaltfaserbetons ist stabil und gut verarbeitbar.
Im Vergleich zu normalem Beton weist Basaltfaserbeton außerdem eine höhere Temperaturbeständigkeit, Schrumpfungsbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit auf, was sich positiv auf die Haltbarkeit von Betonprojekten und die Erweiterung des Anwendungsbereichs von Beton auswirkt. Die richtige Einarbeitung von Basaltfasern in Beton kann die Schlagfestigkeit von Beton verbessern, seine Sprödigkeit verringern und die mechanischen Eigenschaften von Beton verbessern.
Die Rohstoffe zur Herstellung von Basaltfasern werden aus natürlichen vulkanischen Extrusionsgesteinen gewonnen. Die Rohstoffe enthalten nahezu keine gesundheitsschädlichen Inhaltsstoffe, weshalb die Förderung von Basaltfaserbeton im Bauwesen von Bedeutung für die Ressourcenschonung sowie für die Umweltfreundlichkeit ist.
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Es wird empfohlen, dass Basaltfasern hervorragende Wärmeschutzeigenschaften und mechanische Eigenschaften aufweisen. Verschiedene Daten zeigen jedoch auch, dass der größte Nachteil von Basaltfasern darin besteht, dass ihre Dichte etwas höher ist als bei anderen Fasern. Daher sollten bei der Anwendung von Basalt die Forschungs- und Entwicklungskapazitäten sowie das Produktionstechnologieniveau von Basaltfasern vollständig gestärkt werden und die Prozessparameter sollten bei der Gestaltung der Gewebeorganisation und -struktur angemessen ausgewählt werden, um zusätzliche Belastungen für Arbeiter oder Benutzer aufgrund von zu vermeiden Übergewicht der Textilien. Der Arbeitsaufwand und die Anwendung von Basaltgewebe mit guten Wärmeschutzeigenschaften im Bereich des Flammschutzschutzes führt auch dazu, dass die Materialien optimal genutzt werden und mit halbem Aufwand das Doppelte des Ergebnisses erzielt wird.
Hochleistungsfähige flammhemmende Fasern werden häufig in den Bereichen Hightech-Industrie, Spitzentechnologie und Spezialausrüstung verwendet. In industriellen und zivilen Bereichen, in denen die Marktnachfrage groß ist, werden sie jedoch selten eingesetzt. Der Hauptgrund dafür ist die geringere Vielfalt, der höhere Preis und die schlechten Trageeigenschaften. Der Sauerstoffgrenzwert von Basaltfasern ist extrem hoch und es handelt sich um anorganische Fasern. Beim Verbrennen werden keine schädlichen Gase freigesetzt. Allerdings sind sie teuer und die Trageeigenschaften schlecht. Durch Mischung mit anderen Fasern wird das Mischgewebe nicht nur stark flammhemmend, sondern auch langlebig. Die Emission schädlicher Gase bei Verbrennungsreaktionen kann verringert oder sogar vermieden werden. Durch Kombination der Flammhemmung von Basaltfasern mit dem Tragekomfort, der Feuchtigkeitsaufnahme und der Atmungsaktivität von Baumwolle und Mischung in einem bestimmten Verhältnis kann beispielsweise sichergestellt werden, dass das Gewebe eine gute Flammhemmung aufweist und gut ist. Dies verbessert nicht nur den Tragekomfort und den Umweltschutz des Produkts, sondern auch die Trageeigenschaften des Produkts.
Als neuer Typ von Hochleistungsfasern bietet Basaltfaser Leistungsvorteile, technische Vorteile und Kostenvorteile. Derzeit hinkt das Forschungs- und Entwicklungsniveau von Basaltfasern in meinem Land noch hinter dem der Industrieländer hinterher. Um die drei Hauptvorteile von Basaltfasern vollständig umzusetzen, sind weitere Verbesserungen und Optimierungen der Leistung und Produktionstechnologie von Basaltfasern erforderlich. Gleichzeitig muss die Oberflächenmodifizierungstechnologie von Industrietextilien gestärkt werden, um deren mechanische Eigenschaften und Umweltverträglichkeit zu verbessern, wettbewerbsfähige und differenzierte neue Produkte zu entwickeln, den Anwendungsbereich zu erweitern und die Marktförderung zu verstärken, damit Basaltfasern schneller eingesetzt werden können. Machen Sie ihre Vorteile besser und fördern Sie die Verbesserung von Produkten in verwandten Bereichen.
