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        玄武岩纖維能填補玻纖維與碳纖維之間差距嗎?

        玄武岩是一種常見的火成岩,法國人Paul Dhe是第一個産生用玄武岩拉制纖維之想法的人。他在1923年獲得了一項美國專利

        1960年前後,美國和前蘇聯開始研究玄武岩纖維的應用,特別是在軍用裝備上的應用。在富有玄武岩礦藏的美國西北部,華盛頓州立大學一教授進行了玄武岩化學組成與其拉絲可能性和纖維物化性能之相關性的研究。歐文斯科甯公司及其他幾家玻璃公司開展了獨立的研究項目,産生了幾項美國專利。然而,在1970年前後,美國的玻璃公司因執行主攻其核心産品的戰略而放棄了玄武岩纖維的研究,這導致了更好的玻璃纖維的問世,包括S-2玻璃纖維的成功開發。

        在同一時期,莫斯科及其他地方的獨立集團于1950年代開始進行的玄武岩纖維的研究由蘇聯國防部收爲國有,集中在烏克蘭的基輔,隨後在封閉的研究所和工廠中進行技術開發。1991年蘇聯解體後,研究成果重新分類,部分可供民用。目前,世界上的的玄武岩纖維研究、生産和營銷實體包括俄羅斯的Kamenny Vek公司、烏克蘭的Technobasalt公司、中國的橫店集團上海俄金玄武岩纖維公司和烏克蘭的玻璃塑料和纖維研究所。2012年後,市場上出現的一個新玩家是愛爾蘭的Mafic公司,它在愛爾蘭進行生産,在美國和愛爾蘭設有辦事處。

        這種火成岩經采礦後進行熔化,不需要添加劑,熔化後拉成長絲,與玻璃纖維生産相似。據報玄武岩纖維的耐堿性和耐火性均優于E玻璃纖維。另據Mafic公司與加拿大Fraunhofer項目中心合作開展的一個新試驗報告,玄武岩纖維的力學性能也更優。試驗板采用玄武岩織物和環氧樹脂通過高壓RTM工藝制成,然後進行物理性能測試。試驗結果表明,與E玻璃纖維和同樣樹脂制成的板相比,玄武岩纖維板具有更高的拉伸模量和強度,而其層間剪切強度介于玻璃纖維和碳纖維參比板中間。據Fraunhofer報告,玄武岩纖維複合材料的比強度比E玻璃纖維複合材料高40%,比剛度高20%。

        在要求比玻璃纖維性能更好,但碳纖維成本讓人卻步的用途中,玄武岩纖維可作爲良好的選擇。Mafic公司的營銷經理Jeffrey Thompson指出,對目前使用玻璃纖維的制件來說,可以使用Mafic的玄武岩纖維來達到同樣性能而減輕制件重量。換一種說法,使用Mafic的玄武岩纖維可以提高制件強度和剛度而不大量增加成本。Mafic在3月8日至10日在巴黎舉行的JEC World展會上設了展位,展出其材料和制品。

         

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