连续玄武岩

针对 其热 防 护 性 能， 用光谱 分析 法 ， 使 分析 了连续 玄武 岩 纤维材料 的辐射 热 防护 性 能 。它 以天然 玄武 岩单 组分 矿物 性 和机 械强度 ， 为提 高 复 合 材 料 的力 学 等 性 能 打 下 良好 的基础 。为原 料 ， 用熔 融纺 丝 而制成 ， 单 丝 直径 为 ９ 采 其 ～ ２ ． 产 品最初 主要用 于军 工和航 天 ， 到 １ ９ ５ｐ ｍ， 直 ９５ 年才得 以公 开 ， 并用 于 民用 领 域 。目前 只有 俄 罗 玄 武岩纤 维 的外 观 很 像 一 根极 细 的管 子 ， 中 间显 示 为空心 ， 面光 滑平 坦 ， 有棉纤 维 似的螺 表 没 旋扭 曲 。纤 维 直 径 在 １ ０ ｍ 左 右 ， 玄 武 岩材 ． 而 料 的导热 率低 ， 原 因正是 由于它 的纤 维直 径小 ， 其 纤维 直径 决定 了材 料 中气孔 的导 热率及 辐 射的热 斯 、 克 兰 、 拿大 等少数 几个 国家掌握 了玄 武 岩 乌 加连续 纤维 的生 产技术 。虽然玄武 岩在世界各地有 着广泛 的分 布 ， 但不 同地域 的玄 武岩 矿石 在化 学组 成 和物 理 性能 方 面 传递 值较 小 。均存在一 定 的 差 别 ， 中 只有 二 氧 化 硅 含 量 大 于 其 ４ 的酸性玄 武 岩才 适合 于 制 备纤 维 。上海 俄 金 ６， ９ ６玄武 岩有 限公 司是 承担 国家 ８ ３计 划 的 玄武 岩 专 ６１ 连 续 玄 武 岩 纤 维 性 能及 应 用 １ １ 性 能 ．业企业 ， 其玄 武岩连续纤 维生产能力 在 国内处于领 先地位 。

GBF生产的7μm-13μm无捻粗纱的拉伸强度≥0.6N/tex、弹性模量≥91GPa，断裂延伸率≥3.1%。玄武岩纤维不仅具有与高技术纤维相媲美的高强度、高模量和抗冲击的性能，而且耐高温、耐光性，尤其是与树脂结合的界面粘接强度更高。因此，玄武岩纤维是可以用作防弹防护的纤维材料。此外，玄武岩纤维在复合材料中具有抗拉、抗压、刚度和耐疲劳均衡等优点。所以用在防弹装甲上：具有防爆炸碎片和气浪伤人的性能，还有防跳弹、不散裂、无二次杀伤碎片的功能，作为陶瓷覆面装甲系统的背衬材料，更具有良好的性能。适用领域： 缠绕各种管、罐、气瓶 编织各种方格布、网格布、土工布 建筑结构中的修补、加固 耐高温的片状模塑料（SMC、BMC）、团状模塑料（DMC）用短切纤维 热塑性复合材料的基材 本公司还供应上述产品的同类产品： 东莞市俄金玄武岩纤维有限公司 是一家高新技术企业，主要从事玄武岩纤维的研发，生产及销售；玄武岩纤维是国家“863计划”的项目。玄武岩纤维是采用火山岩原料，没有任何人工配制或合成添加剂和辅助原料，分别以火焰炉、全电熔炉和气电结合炉，用“一步法”工艺生产的高性能纤维。

2001年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。2002年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家863计划，承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3家股东注资2000万人民币，于2003年12月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。经近两年来的技术开发，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。目前，发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010年全国生产玄武岩连续纤维1万t，2020年为7万t～10万t。2玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1新型环保性材料 CBF具有非人工合成的性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物排出，使CBF制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，无工业垃圾及有毒物质污染环境。

以 Ｃ Ｆ为增 强体 可 Ｂ 而发明的高科技纤维。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 ， 中国也有 了 Ｃ Ｆ的批 量 生产 。因此 ，我们 Ｂ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 、 车船 制 造 、工 程 塑 料 、建筑等 军工和 民用 领域 ，故 ＣＢ Ｆ被 誉为 ２ 世 ｌ现在开展对 Ｃ Ｆ的研讨活动是 非常有现 实意义 Ｂ纪的新材料。近 几 年来 ， 由于 ＣＢ 良好 的综 合性 能和 性 价 Ｆ 比 ，越来 越被 材料 界和 用户 看 好 。Ｃ Ｆ是以天然的火 山喷出岩作为原料 ，将其 Ｂ破 碎后 加入 熔 窑 中 ，在 １ ５ ～ｌ５０℃ 熔 融后 ， ０ ０ ４ 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，这主要是指超细玄武岩棉的生产。

结合连续玄武岩生产工艺目前存在的问题，给出了几点建议并提出了要尽快制定玄武岩纤维的国家标准，促进连续玄武岩纤维的安全可持续发展。连续玄武岩纤维（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。以CBF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、车船制造、工程塑料、建筑等军工和民用领域，故CBF被誉为21世纪的新材料[1]。随着国外工艺技术的不断改进以及新市场的不断开拓，玄武岩纤维有望成为第四大高强高模纤维。1国内外发展研究状况 1.1国外发展研究状况 以玄武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多年的历史[2]。1922年在美国(OS1438428)出现由法国人Paul提出玄武岩纤维制造技术，但没有实质性生产。20世纪50年代初期，德国、捷克和波兰等东欧国家以玄武岩为原料，采用离心法生产出了纤维平均直径为25μm～30μm的玄武岩棉。随后60年代初期，美国、前苏联、德国等大力发展垂直立吹法生产工艺，使玄武岩棉产量迅速增长前苏联引进了德国立吹法制造矿物棉的生产，在消化、吸收的基础上，成功地将该项技术应用于玄武岩棉的生产，设计生产能力为日产38吨～40吨玄武岩棉。玄武岩纤维的研究工作主要集中在前苏联。

2001 年我国哈尔滨工业大学组建了专门的研究队伍致力于玄武岩纤维制备技术的研发。2004 年哈尔滨工业大学深圳研究院与成都航天万欣科技有限公司组建了成都航天拓鑫科技有限公司，进一步研究改进玄武岩连续纤维制造设备功能，开发出玄武岩纤维终端产品。2002 年，我国正式将连续玄武岩纤维列入国家 863 计划，承担该课题项目的深圳俄金碳材料科技有限公司(由深圳黄金屋真空科技有限公司与俄罗斯一家军工材料研究院合资组建的)和大型民营企业横店集团等3 家股东注资2000 万人民币，于2003 年12 月成立了横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司。经近两年来的技术开发，横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司采用创新的生产技术和“一步法”工艺，取得了以玄武岩(不添加任何辅料)为原料生产连续玄武岩纤维的研发成果，并成功实现了工业化生产。该公司不仅掌握了电熔炉、火焰炉、气电结合的生产技术，而且生产的多轴向织物树脂基复合材料及玄武岩纤维片材等复合材料等产品得到军工和民用领域有关用户的认可。目前，发展中的横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司是继俄罗斯等独联体与美国之后的全世界具有一定规模、排名第六位的生产工厂。玄武岩连续纤维的发展规划有专家学者预测： 2010 年全国生产玄武岩连续纤维1 万t，2020 年为7 万t～10 万t。2 玄武岩纤维（CBF）的性能 2.1 新型环保性材料 CBF 具有非人工合成的性，加之生产过程无害，且产品寿命长，是一种低成本﹑高性能﹑洁净程度理想的新型绿色主动环保材料。由于玄武岩熔化过程中没有硼和其他碱金属氧化物排出，使CBF 制造过程的池炉排放烟尘中无有害物质析出，不向大气排放有害气体，无工业垃圾及有毒物质污染环境。

玄武岩连续纤维的用途很广,可用于建筑、工业、航空等领域,尤其在复合材料中应用前景广阔。通过路用性能试验，研究了海泡石纤维和改性玄武岩纤维对沥青混合料性能的影响以及结合机理。结果表明，添加适当量海泡石和改性玄武岩纤维可以制备性能优良的纤维复合沥青混合料。海泡石纤维对沥青表现极强吸持能力，有效调节沥青质与胶浆的含量。改性玄武岩纤维在沥青中主要起加固和改善混合料的作用。

开幕式由土木工程学院院长吴刚主持，我校沈炯副校长、南京市建邺区委刘兆富副书记致开幕词，江苏省玄武岩纤维工程中心主任、“千人计划”国家特聘专家吴智深教授介绍了玄武岩纤维及其产业发展政产学研用平台建设进展情况。(汪昕) 返回首页

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