時(shí)間：2020-10-30 來(lái)源：
在古詩(shī)詞中，有一句詩(shī)描寫了一種耐高溫的材料：“千錘萬(wàn)鑿出深山，烈火焚燒若等閑”。
這句詩(shī)把石灰?guī)r耐高溫的特性描寫得淋漓盡致，并升華成了一種大無(wú)畏的精神。
其實(shí)，在眾多的材料中，不乏這種“硬核”材料，它們比石灰?guī)r更耐高溫、更強(qiáng)硬。
今天的科普主角——玄武巖纖維——就是這樣一種“硬核”材料：
玄武巖纖維是一種新型無(wú)機(jī)環(huán)保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成。
我國(guó)已把玄武巖纖維列為重點(diǎn)發(fā)展的四大纖維（碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維）之一，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。
01
“點(diǎn)石成金”的制作工藝
如果你了解玄武巖纖維的制作工藝，你一定會(huì)被它的“硬核”所震驚：
用火山噴發(fā)形成的天然玄武巖石為原料，將其破碎后投入熔窯中，加熱至1450~1500℃熔融狀態(tài)，通過(guò)鉑銠合金拉絲漏板快速拉制，玄武巖纖維就是這樣被制作出來(lái)的。
簡(jiǎn)而言之，制作玄武巖纖維的工藝，就是把堅(jiān)硬的火山玄武巖石在高溫下“拉成絲”。
作為一種非晶態(tài)無(wú)機(jī)硅酸鹽物質(zhì)，玄武巖纖維的生產(chǎn)屬期短、工藝簡(jiǎn)潔，沒有工業(yè)廢水、廢氣產(chǎn)生，而且附加值高，被譽(yù)為21世紀(jì)“綠色新材料”。又因?yàn)槠漕伾珵榻鸷稚?，所以生產(chǎn)玄武巖纖維的過(guò)程，被人們稱之為“點(diǎn)石成金”。
02
“硬核”又環(huán)保的材料特性
之所以說(shuō)玄武巖纖維是一種綠色材料，是因?yàn)樗?strong style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; overflow-wrap: break-word !important;">從開采到生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)，都非常環(huán)保：
由于玄武巖纖維是由玄武巖礦石熔融后拉絲制成，所以它的原料非常充足，在地球以及月球上，都儲(chǔ)備了大量的玄武巖石，原料充足。
在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，玄武巖纖維的生產(chǎn)過(guò)程很環(huán)保，煙塵中無(wú)有害物質(zhì)析出，不會(huì)對(duì)大氣造成污染。
當(dāng)玄武巖纖維被制造出來(lái)，它具備優(yōu)異的耐高溫和熱震穩(wěn)定性能，能夠在650℃溫度下依然保持不變，還具備與天然玄武巖石頭相媲美的耐久性、耐候性、耐紫外線照射、耐水性、抗氧化性。
除此之外，玄武巖纖維還具備高彈性模量和抗拉強(qiáng)度、吸音系數(shù)較高、良好的電絕緣性和介電性能、天然的硅酸鹽相溶性、較低的吸濕性、較低的熱傳導(dǎo)系數(shù)……
擁有這些良好的物理、化學(xué)特性，使得玄武巖纖維的應(yīng)用很廣泛。
03
應(yīng)用上的綠色新“藍(lán)?！?/strong>
玄武巖纖維的應(yīng)用，最常見的便是建筑領(lǐng)域：
由于玄武巖纖維耐腐蝕性能優(yōu)異，因此用玄武巖纖維制成的復(fù)合筋具備高強(qiáng)度，可代替部分鋼筋用于土木工程中，而且由于玄武巖纖維的膨脹系數(shù)與混凝土相近，兩者之間不會(huì)產(chǎn)生大的溫度應(yīng)力。
除了在建筑行業(yè)的應(yīng)用，玄武巖纖維對(duì)于公路建設(shè)而言，起到了“材料革命”的作用：
在 2020年6月2日，河南省就有一條高速公路的路面，采用了玄武巖纖維瀝青混凝土下面層科研試驗(yàn)路鋪筑。
通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)性能檢驗(yàn)結(jié)果表明，與普通改性瀝青混凝土路面相比，使用了玄武巖纖維之后，高溫性能動(dòng)穩(wěn)定度、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性全面提高，路面壽命預(yù)估延長(zhǎng)6-8年左右。
同時(shí)，厚度降低，節(jié)約了更多原料，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排、綠色交通。
在軍工方面，玄武巖纖維同樣可以“大展身手”：
由于玄武巖纖維隔熱、耐溫、防火，玄武巖纖維制備的復(fù)合材料可廣泛應(yīng)用于耐溫防熱材料，應(yīng)用于導(dǎo)彈、火箭、火炮的防熱部件。
炮管熱護(hù)套
在民用領(lǐng)域：玄武巖也可以制成防火保溫板、耐高溫輸送帶、防火門等。
玄武巖纖維復(fù)合材料防護(hù)密閉門
由于玄武巖纖維力學(xué)性能優(yōu)異，因此可應(yīng)用于制備汽車輕量化復(fù)合材料：
與鋁合金產(chǎn)品相比，玄武巖纖維復(fù)合材料新能源汽車電池殼體，可實(shí)現(xiàn)減重30%~50%，且耐腐蝕、隔熱防火。玄武巖纖維復(fù)合材料汽車板簧產(chǎn)品在達(dá)到相同使用性能的同時(shí)，可較傳統(tǒng)金屬板簧減重50%-70%，疲勞壽命是金屬板簧的5倍。
玄武巖纖維復(fù)合材料電池箱
玄武巖纖維復(fù)合材料汽車板簧
此外，玄武巖纖維還可以用于制備體育休閑用品，如：滑雪板、自行車、羽毛球拍等。
玄武巖纖維滑雪板
盡管玄武巖纖維還存在礦點(diǎn)成分波動(dòng)大、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低下等問題，但是這些問題對(duì)于玄武巖纖維的開發(fā)利用既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。
隨著國(guó)產(chǎn)玄武巖纖維拉絲技術(shù)的突破，玄武巖纖維的性能更穩(wěn)定，成本更低，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
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原創(chuàng)：吳金娥 校稿：秦永利
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