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揚(yáng)州金華銅業(yè)有限公司
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玄武巖是一種在全世界大多數(shù)國(guó)家中都能夠找到的火山巖。在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi),玄武巖被用于澆鑄工藝,制作建筑用的磚和板。在工業(yè)用途中,用作鋼管內(nèi)襯的澆鑄玄武巖顯示了極好的耐磨性。另外,玄武巖被磨碎之后,還可用作混凝土的集料。
玄武巖纖維采用與玻璃纖維帶相似的連續(xù)工藝制造。首先將玄武巖石破碎,經(jīng)洗清后投人熔窯。此步工序比玻璃纖維簡(jiǎn)單,因?yàn)樾鋷r纖維的組成不如玻璃纖維復(fù)雜。玻璃一般由50%的硅砂與硼、鋁氧化物等幾種其他礦物制成。這些原料必須在進(jìn)人熔窯之前分別稱量配料。與玻璃不一樣,玄武巖纖維沒(méi)有其他原料,只需單一投料。另一方面,對(duì)玄武巖原料純度和穩(wěn)定性的直接控制也少。雖然玄武巖和玻璃都是硅酸鹽,但熔融玻璃冷卻后形成非晶態(tài)固體,而玄武巖則具有晶體結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)隨各地理區(qū)域熔巖流動(dòng)的具體條件而異。
經(jīng)破碎的玄武巖進(jìn)人熔窯后在1500℃下熔化。與透明的玻璃不同,不透明的玄武巖不是傳輸而是吸收紅外能。因此,使用傳統(tǒng)玻璃熔窯那樣的上方燃燒器來(lái)均勻加熱玄武巖原料就更困難。使用上方燃燒器,玄武巖熔體就必須在貯液槽內(nèi)停留較長(zhǎng)時(shí)間來(lái)達(dá)到均勻溫度。因此,玄武巖纖維廠商采用了幾種方法來(lái)促進(jìn)均勻加熱,包括浸沒(méi)式電極。一家公司的銷售經(jīng)理稱,因質(zhì)量原因,他們公司寧愿用氣熔而不是用電熔,盡管氣熔成本高。最后,該公司采取了兩極加熱方案,分區(qū)采用不同的加熱系統(tǒng)。因?yàn)?,只有料道部分才需要高精度的溫度控制,故在前段加熱區(qū)可使用更簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)。與玻璃纖維一樣,玄武巖纖維用鉑鍺漏板成形。纖維冷卻時(shí)施加浸潤(rùn)劑,然后被拉絲機(jī)卷繞。
由于玄武巖纖維的磨損力比玻璃纖維更強(qiáng),昂貴的漏板需要頻繁的重新加工。漏板磨損時(shí),圓形漏孔受到不均勻的磨損,對(duì)工藝控制造成影響。如果不及時(shí)維修,非圓形的漏孔就會(huì)形成直徑不一的單絲,使生產(chǎn)的無(wú)捻粗紗斷裂強(qiáng)度不可預(yù)測(cè)。玻璃纖維漏板的使用壽命一般在6個(gè)月以上,而玄武巖纖維漏板只能使用3~5個(gè)月。有公司稱其工藝控制已將漏板壽命延長(zhǎng)到6個(gè)月。
上述差別使玄武巖纖維的總生產(chǎn)成本超過(guò)e玻璃纖維,但玄武巖纖維的產(chǎn)品在復(fù)合材料中的性能明顯超過(guò)e玻璃纖維。在短切原絲氈、無(wú)捻粗紗和單向布這些產(chǎn)品中,玄武巖纖維顯示了比e玻璃纖維更高的斷裂強(qiáng)度和楊氏模量。比利時(shí)leaven大學(xué)復(fù)合材料系的verpoest教授進(jìn)行了一項(xiàng)對(duì)比研究。他用環(huán)氧樹脂浸漬e玻璃和玄武巖無(wú)捻粗紗,制成單向預(yù)浸料,然后壓成層壓板。從板切下135mmxl5mm的試樣并測(cè)量其厚度,然后進(jìn)行三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)和ilss試驗(yàn),測(cè)試其強(qiáng)度和剛度。verpoest報(bào)告每一試樣的纖維體積分?jǐn)?shù)均為40%,但測(cè)得玄武巖纖維試樣的強(qiáng)度比e玻璃纖維試樣高13.7%,剛度高17.5%,盡管玄武巖試樣比e玻璃試樣重3.6%。
此外,玄武巖纖維天然抗紫外線和高能量的電磁輻射,在低溫下能夠保持性能,并具有更好的耐酸性。另有資料顯示,在工人安全性和空氣質(zhì)量方面玄武巖纖維也很優(yōu)秀。有關(guān)人士指出,由于玄武巖是火山活動(dòng)的產(chǎn)物,其成纖過(guò)程比玻璃纖維更為環(huán)保。纖維加工過(guò)程中可能釋放的“溫室”氣體已在數(shù)百年前巖漿噴發(fā)過(guò)程中排放。再者,玄武巖百分之百惰性,與空氣和水均無(wú)毒性反應(yīng),而且不燃燒,防爆炸。