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连续玄武岩纤维产品介绍(四):CBF复合材料

供稿人:杨薇炯  供稿时间:2006-10-23   关键字:连续玄武岩纤维  玄武岩纤维  CBF  CBF复合材料  
连续玄武岩纤维CBF复合材料
 
对全世界而言,玄武岩纤维复合材料的研发与生产也尚属起步发展阶段。现有技术可将玄武岩纱线、织物等浸渍树脂以后缠绕成管,这种管子可用作轴衬、建筑构件、桅杆、通信器件和输送腐蚀性气体或液体的管道等。除增强塑料管之外,类似用聚合物浸渍单向玄武岩纤维形成的筋材可成功替代钢筋,用以增强混凝土(图13);用多股玄武岩粗纱与其它复合材料结合,亦可制成各种形状的玄武岩纤维复合型材(图15)。因连续玄武岩纤维具有良好的综合性能,它与其它材料复合时,比玻璃纤维、碳纤维有更强的亲和力,并意味着用玄武岩纤维制成的复合材料更具优异的性能,它可有效解决各行业玄武岩纤维材料的应用问题,同样可以像玻璃纤维、石棉、碳纤维及芳纶一样,可用作各种复合材料制品,如管、船艇、风机、高压容器、隔热和防水、消声、铺地增强材料、摩擦材料、电绝缘材料及印刷电路板等,用于建筑、地下工程、航天航空、军事、造船、石化、工业设备、汽车、电子、冶金、环保等多种领域。
 
 
 
 
 
 
 
由于玄武岩纤维具有比普通玻璃纤维更高的拉伸强度,弹性模量及极佳的化学稳定性,所以用它来增强各类树脂所制成的复合材料具有十分理想的物化性能。下表9为各种纤维增强环氧树脂制成的复合材料机械性能之比较。
 
表9:各种纤维增强环氧树脂制成的复合材料机械性能比较(数据经笔者归纳整理制作)
 
复合材料
密度kg/m3
拉伸强度MPa
拉伸模量GPa
弯曲强度MPa
弯曲模量GPa
E-玻纤单向
增强复合材料
1940
1380
51.7
/
/
E-玻纤层合板
(E1581,Volan)
1800-1900
379-517
23-26
517-654
26.1
  s-玻纤
增强复合材料
1940
2070
51.7
1520
/
s-玻纤层合板
(E7681,Volan)
1900
603.3
/
827.4
28.8
Aramid纤维单向
增强复合材料
1400
1930
82.7
/
/
Aramid层合板
1350
517
31
517
/
连续玄武岩纤维单向
增强复合材料
1800-1950
1100-1400
88-100
700-800
43
连续玄武岩纤维
层合板
1800
430
39
560
/
 
 
从上表9我们不难得出如下结论:用连续玄武岩纤维制成的单向增强复合材料在机械强度方面与E玻璃纤维相当,但玄武岩纤维的弹性模量在各种纤维中更具明显优势。此外,国外业内人士多项研发成果已证实:无论是对非表面处理纤维,还是有机硅改性处理过的纤维,玄武岩纤维与环氧树脂的粘合强度都明显高于E玻纤和相同环氧基的粘合强度。因玄武岩纤维增强材料具有增强效应,由此它较适宜用来制作在高压、化学及热应力环境下长期使用的且形状复杂的容器。具体性能指标见下表10。
 
表10:玄武岩纤维与E-玻璃纤维增强覆铜板性能比较(数据经笔者归纳整理制作)
 
物理性能
E-玻璃纤维
(环氧树脂)
玄武岩纤维
(环氧树脂)
拉伸强度MPa
430
430
弯曲强度MPa
540
560
抗压强度MPa
400
440
表面电阻率Ω.cm
1x1010
5x1011
体积电阻率Ω.cm
1x1010
2.5x1010
介电损失角正切
0.035
0.020
23时介电常数MHz
5.5
5.5
铜箔剥离强度N.3mm
60
120
吸水性mg
20
7
燃烧性能(燃烧时间)s
10
2
 
 
除上述介绍的玄武岩纤维复合材料之外,当今最尖端的技术就是用玄武岩纤维与各种金属或碳纤维、陶瓷纤维进行复合,开发出性能更优越的玄武岩纤维复合材料和混杂复合材料。
 
 
 
 
 
参考文献:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16.  胡显奇;我国应大力发展纯天然的连续玄武岩纤维(CBF) 新材料产业 2006,6,65-70
 
17.  胡显奇等;连续玄武岩纤维在军工及民用领域的应用 高科技纤维与应用 2005,30(6),7-13
 
18.  许淑惠等;玄武岩连续纤维的产业化开发 建筑材料学报2005,8(3),261-267
 
19.  石钱华;国外连续玄武岩纤维的发展及其应用 玻璃纤维 2003,4,27-31
 
20.  叶鼎铨;玄武岩连续纤维—21世纪的新材料 2002,6,5-6
 
21.  王岚等;连续玄武岩纤维及其复合材料的研究 2000,6,22-24
 

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