連續(xù)玄武巖纖維是前蘇聯(lián)經(jīng)過(guò)了三十多年的研究開(kāi)發(fā)而發(fā)明的高技術(shù)纖維。由于它性能優(yōu)異、性價(jià)比好，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，極具發(fā)展前景，尤其是最近幾年，我們中國(guó)也有了連續(xù)玄武巖纖維的批量生產(chǎn)。因此，我們現(xiàn)在開(kāi)展對(duì)連續(xù)玄武巖纖維的研討活動(dòng)是非常有現(xiàn)實(shí)意義的。
前幾年，我擔(dān)任了國(guó)家863計(jì)劃“玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料”課題組的組長(zhǎng)。因此，有機(jī)會(huì)比大家早幾年接觸和研究開(kāi)發(fā)了連續(xù)玄武巖纖維，借此高層論壇將我們有關(guān)研發(fā)的成果和信息，尤其是連續(xù)玄武巖纖維在軍工及民用領(lǐng)域的應(yīng)用情況，與大家共同分享。
今天我與大家共同討論四個(gè)問(wèn)題：一、什么是連續(xù)玄武巖纖維？二、連續(xù)玄武巖纖維都有哪些方面的優(yōu)異性能？三、連續(xù)玄武巖纖維在軍工及民用領(lǐng)域有哪些主要應(yīng)用？四、應(yīng)該如何看待連續(xù)玄武巖纖維在我國(guó)的發(fā)展？
一、 什么是連續(xù)玄武巖纖維？
連續(xù)玄武巖纖維（Continuous Basalt Fibre 簡(jiǎn)稱CBF）是以天然的火山噴出巖作為原料，將其破碎后加入熔窯中，在1450～1500 ℃熔融后，通過(guò)鉑銠合金拉絲漏板制成的連續(xù)纖維。它與碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE）等其它高科技纖維相比，具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如力學(xué)性能佳，耐高溫性能好，可在－269～700 ℃范圍內(nèi)連續(xù)工作，耐酸耐堿，抗紫外線性能強(qiáng)，吸濕性低，有更好的耐環(huán)境性能，此外，還有絕緣性能好，高溫過(guò)濾性佳、抗輻射、良好的透波性能等優(yōu)點(diǎn)。以連續(xù)玄武巖纖維為增強(qiáng)體可制成各種性能優(yōu)異的復(fù)合材料，可廣泛應(yīng)用于消防、環(huán)保、航空航天、軍工、汽車船舶制造、工程塑料、建筑等領(lǐng)軍工、民用領(lǐng)域，故連續(xù)玄武巖纖維被譽(yù)為21世紀(jì)的新材料。
因此，連續(xù)玄武巖纖維是“石頭變絲”的非金屬無(wú)機(jī)纖維，其原料就是火山噴出巖（包括玄武巖、安山巖等礦物）。近幾年來(lái)，連續(xù)玄武巖纖維良好的綜合性能和性價(jià)比越來(lái)越被材料界和用戶看好。
這里有必要簡(jiǎn)單介紹一下連續(xù)玄武巖纖維的研發(fā)背景。20世紀(jì)60年代，前蘇聯(lián)國(guó)防部下令開(kāi)發(fā)玄武巖纖維。1973年前蘇聯(lián)新聞機(jī)構(gòu)報(bào)道，采用天然礦物制造的玄武巖纖維得到廣泛的應(yīng)用，這主要是指超細(xì)玄武巖棉的生產(chǎn)。60～70年代,全蘇玻璃鋼與玻璃纖維科研院烏克蘭分院根據(jù)蘇聯(lián)國(guó)防部的指令，著手研制玄武巖纖維。烏克蘭建筑材料工業(yè)部設(shè)立了專門的別列切絕熱隔音材料科研生產(chǎn)聯(lián)合體，主要任務(wù)是研制玄武巖纖維及其制品制備工藝的生產(chǎn)線。聯(lián)合體的科研實(shí)驗(yàn)室于1972年開(kāi)始研制制備玄武巖纖維，曾經(jīng)研制出20多種玄武巖纖維制品的生產(chǎn)工藝；1985年連續(xù)玄武巖纖維研制成功并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。由此算起，連續(xù)玄武巖纖維在全世界的開(kāi)發(fā)成功和批量生產(chǎn)的歷史大概有20年左右。在此期間，我國(guó)的國(guó)家建筑科學(xué)研究院和南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院也先后斷斷續(xù)續(xù)地開(kāi)展了連續(xù)玄武巖纖維的研發(fā)，但是都沒(méi)有開(kāi)發(fā)成功。真正具備烏克蘭、俄羅斯“一段法”采用純天然火山巖、不加任何輔料的連續(xù)玄武巖纖維生產(chǎn)應(yīng)該是我國(guó)列入國(guó)家863計(jì)劃以后，由深圳俄金碳材料科技有限公司承擔(dān)了該863計(jì)劃課題，之后其技術(shù)成果作價(jià)入股成立的“橫店集團(tuán)上海俄金玄武巖纖維有限公司”將其成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。因此，我們現(xiàn)在來(lái)討論連續(xù)玄武巖纖維的推廣應(yīng)用應(yīng)該是有現(xiàn)實(shí)條件和基礎(chǔ)的。
近幾年來(lái)，我國(guó)科技部也對(duì)連續(xù)玄武巖纖維的研究給予了極大的關(guān)注和重視。2001年7月我國(guó)原駐俄羅斯大使館公使銜科技參贊黃壽增曾向國(guó)內(nèi)發(fā)回了《21世紀(jì)新材料---玄武巖纖維》的專題報(bào)告；在2002年9月和2004年5月、11月國(guó)家科技部分別將“玄武巖連續(xù)纖維及其復(fù)合材料”項(xiàng)目列入國(guó)家863計(jì)劃和國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃、國(guó)家科技型中小企業(yè)創(chuàng)新基金。
二、連續(xù)玄武巖纖維有哪些方面的優(yōu)異性能？
了解和知曉了其優(yōu)異性能后，便可以明確應(yīng)用推廣連續(xù)玄武巖纖維的領(lǐng)域和重點(diǎn)。眾所周知，在高技術(shù)纖維和其它纖維中沒(méi)有任何一種纖維是可以“包打天下”的。“存在就是合理的”。也就是說(shuō)，每一種纖維都有它獨(dú)特的性能和應(yīng)用的市場(chǎng)。那么，連續(xù)玄武巖纖維都有特點(diǎn)呢？概括起來(lái)講，連續(xù)玄武巖纖維是21世紀(jì)無(wú)污染的“綠色工業(yè)材料”。它具有綜合性能好、性價(jià)比好的產(chǎn)品特點(diǎn)。這是其它纖維所難以比擬的。
2.1突出的耐溫性能。
玄武巖纖維的使用溫度范圍為：-269～700℃（最高為960℃），而玻璃纖維為-60～450℃。它的軟化點(diǎn)為960℃。在400℃溫度下工作時(shí)，其斷裂強(qiáng)度能夠保持85%；在600℃溫度下工作時(shí)，其斷裂強(qiáng)度仍能夠保持80%的原始強(qiáng)度；如果玄武巖纖維預(yù)先在780～820℃溫度下進(jìn)行處理，纖維還能在860℃溫度下工作而不會(huì)出現(xiàn)收縮。而即使優(yōu)良的礦棉此時(shí)也只能保持50%～60%的強(qiáng)度，玻璃棉則完全破環(huán)。碳纖維的抗氧化性較差，在300℃有CO和CO2產(chǎn)生；間位芳綸最高使用溫度也只有250℃。
玄武巖纖維的使用溫度范圍為：-269～700℃（最高為960℃），而玻璃纖維為-60～450℃。它的軟化點(diǎn)為960℃。在400℃溫度下工作時(shí)，其斷裂強(qiáng)度能夠保持85%；在600℃溫度下工作時(shí)，其斷裂強(qiáng)度仍能夠保持80%的原始強(qiáng)度；如果玄武巖纖維預(yù)先在780～820℃溫度下進(jìn)行處理，纖維還能在860℃溫度下工作而不會(huì)出現(xiàn)收縮。而即使優(yōu)良的礦棉此時(shí)也只能保持50%～60%的強(qiáng)度，玻璃棉則完全破環(huán)。碳纖維的抗氧化性較差，在300℃有CO和CO2產(chǎn)生；間位芳綸最高使用溫度也只有250℃。
2.2突出的拉伸強(qiáng)度。
玄武巖纖維的拉伸強(qiáng)度為3800～4800MPa，比大絲束碳纖維、芳綸、PBI纖維、鋼纖維、硼纖維、氧化鋁纖維要高，與S玻璃纖維相當(dāng)。
玄武巖纖維的拉伸強(qiáng)度為3800～4800MPa，比大絲束碳纖維、芳綸、PBI纖維、鋼纖維、硼纖維、氧化鋁纖維要高，與S玻璃纖維相當(dāng)。
2.3 天然的硅酸鹽相容性。
以同屬硅酸鹽的火山噴出巖為原料制成的玄武巖纖維，耐酸堿性強(qiáng)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)玄武巖纖維在飽和Ca(OH)2溶液以及在水泥等堿性介質(zhì)中耐久性好，能保持高度的穩(wěn)定性，可代替鋼筋用作混凝土建筑結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)材料，制作橋梁等大型建筑的結(jié)構(gòu)件。利用玄武巖纖維較高的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度這一特性，加上玄武巖纖維具有天性的與水泥、混凝土的親和力和耐堿性，在建筑增強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用已顯示出它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Α?br />
以同屬硅酸鹽的火山噴出巖為原料制成的玄武巖纖維，耐酸堿性強(qiáng)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，連續(xù)玄武巖纖維在飽和Ca(OH)2溶液以及在水泥等堿性介質(zhì)中耐久性好，能保持高度的穩(wěn)定性，可代替鋼筋用作混凝土建筑結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)材料，制作橋梁等大型建筑的結(jié)構(gòu)件。利用玄武巖纖維較高的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度這一特性，加上玄武巖纖維具有天性的與水泥、混凝土的親和力和耐堿性，在建筑增強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用已顯示出它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Α?br />
2.4突出的化學(xué)穩(wěn)定性。
玄武巖纖維含有的K2O、MgO和TiO2等成分對(duì)提高纖維耐化學(xué)腐蝕及防水性能起到重要的作用。連續(xù)玄武巖纖維與E玻璃纖維在3個(gè)小時(shí)沸煮后（纖維損失重量（％）的對(duì)比情況）：在水中玄武巖連續(xù)纖維損失重量0.2%,而E玻璃纖維則損失重量0.7％；2N NaOH的溶液里兩者分別為2.75%和6.0%；在2N HCl中玄武巖連續(xù)纖維僅損失重量2.2％，而E玻璃纖維則損失重量38.9％。玄武巖纖維的耐酸性超過(guò)了一般用作耐酸玻璃鋼增強(qiáng)材料的ECR玻璃纖維。
玄武巖纖維含有的K2O、MgO和TiO2等成分對(duì)提高纖維耐化學(xué)腐蝕及防水性能起到重要的作用。連續(xù)玄武巖纖維與E玻璃纖維在3個(gè)小時(shí)沸煮后（纖維損失重量（％）的對(duì)比情況）：在水中玄武巖連續(xù)纖維損失重量0.2%,而E玻璃纖維則損失重量0.7％；2N NaOH的溶液里兩者分別為2.75%和6.0%；在2N HCl中玄武巖連續(xù)纖維僅損失重量2.2％，而E玻璃纖維則損失重量38.9％。玄武巖纖維的耐酸性超過(guò)了一般用作耐酸玻璃鋼增強(qiáng)材料的ECR玻璃纖維。
2.5顯著的熱振穩(wěn)定性。
玄武巖纖維在500℃溫度下的熱振穩(wěn)定性仍然不變，原始重量損失不到2%；900℃時(shí)也僅損失3%。
2.6良好的介電性能。
連續(xù)玄武巖纖維還具有良好的介電性能。它的體積電阻率比E玻璃纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí)；玄武巖含有不到20%的導(dǎo)電氧化物。導(dǎo)電氧化物纖維過(guò)去并沒(méi)有用于制備絕緣材料，但經(jīng)過(guò)用專門浸潤(rùn)劑處理玄武巖纖維，其介電損失角正切比玻璃纖維低50%,可用于制造新型耐熱介電材料。
2.7優(yōu)良的透波性能和一定的吸波性能。連續(xù)玄武巖纖維還具有良好的介電性能。它的體積電阻率比E玻璃纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí)；玄武巖含有不到20%的導(dǎo)電氧化物。導(dǎo)電氧化物纖維過(guò)去并沒(méi)有用于制備絕緣材料，但經(jīng)過(guò)用專門浸潤(rùn)劑處理玄武巖纖維，其介電損失角正切比玻璃纖維低50%,可用于制造新型耐熱介電材料。
我們?cè)?span>CBF增強(qiáng)樹(shù)脂基180х180mm標(biāo)準(zhǔn)板，厚度為4mm，樹(shù)脂體系采用HD03，在8～18GHz下進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了這一獨(dú)特的性能。該材料未加任何其它吸波隱身材料，為什么會(huì)具有一定的吸波性能呢？據(jù)分析玄武巖纖維中具有20%的的金屬氧化物，可能是氧化鐵、氧化鈦成分，使其具有了一定的吸波性能。如果進(jìn)一步調(diào)整成分、樹(shù)脂體系內(nèi)再加上吸收劑或吸波涂層，可能會(huì)有更好的吸波性能。
三、連續(xù)玄武巖纖維在軍工及民用領(lǐng)域有哪些主要應(yīng)用？
我們可將CBF的應(yīng)用初步鎖定在建筑增強(qiáng)領(lǐng)域、防火消防領(lǐng)域、過(guò)濾環(huán)保領(lǐng)域、絕緣電子領(lǐng)域、石油化工領(lǐng)域、體育用品領(lǐng)域、汽車船舶等領(lǐng)域。
美國(guó)德州的玄武巖纖維工業(yè)聯(lián)盟指出：“玄武巖纖維是碳纖維的低價(jià)替代品，具有一系列優(yōu)異性能，尤為重要的是，由于它取自天然礦石而無(wú)任何添加劑，是目前為止唯一的無(wú)環(huán)境污染的不致癌的綠色健康玻璃質(zhì)纖維產(chǎn)品。美國(guó)作為世界保護(hù)環(huán)境的倡導(dǎo)者，將全力發(fā)展無(wú)污染的綠色工業(yè)材料，所以玄武巖纖維在復(fù)合材料的增強(qiáng)材料領(lǐng)域的應(yīng)用已引起廣泛的重視并將快速發(fā)展。”
高技術(shù)纖維是國(guó)防軍工建設(shè)和支撐高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料，它直接關(guān)系到國(guó)防科技工業(yè)的建設(shè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的升級(jí)。連續(xù)玄武巖纖維(Continuous Basalt Fibre簡(jiǎn)稱CBF)就是繼碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維之后的第四大高技術(shù)纖維。它是21世紀(jì)在國(guó)防軍工領(lǐng)域有著非常重要應(yīng)用的一種高技術(shù)纖維，是體現(xiàn)國(guó)防科技戰(zhàn)略布局的一種新材料。
以連續(xù)玄武巖纖維為增強(qiáng)體可制成各種性能優(yōu)異的復(fù)合材料，在航空航天、火箭、導(dǎo)彈、戰(zhàn)斗機(jī)、核潛艇等軍艦、坦克等武器裝備的國(guó)防軍工領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。它可以促進(jìn)軍隊(duì)武器裝備的升級(jí)換代，增強(qiáng)軍隊(duì)的戰(zhàn)斗力；可在某些領(lǐng)域替代碳纖維，節(jié)約相關(guān)武器裝備的制造成本；可形成新的軍民兩用技術(shù)，寓軍于民，有力地推動(dòng)我國(guó)未來(lái)這一重大高科技產(chǎn)業(yè)的形成。因此，開(kāi)展CBF在國(guó)防軍工領(lǐng)域的應(yīng)用研究有著十分重要的戰(zhàn)略意義和現(xiàn)實(shí)意義。
玄武巖纖維就是由前蘇聯(lián)國(guó)防部下令開(kāi)發(fā)的。從60年代開(kāi)始，經(jīng)過(guò)近三十多年的努力，在蘇聯(lián)解體前終于成功開(kāi)發(fā)了連續(xù)玄武巖纖維。玄武巖纖維首先被應(yīng)用于國(guó)防軍工。其中一個(gè)著名的事實(shí)是：1975年7月17日與蘇聯(lián)“聯(lián)盟-19”號(hào)宇宙飛船第一次完成對(duì)接的美國(guó)“阿波羅”號(hào)宇宙飛船的結(jié)構(gòu)材料上就應(yīng)用了蘇聯(lián)生產(chǎn)的玄武巖纖維。蘇聯(lián)的解體，客觀上影響了CBF的推廣應(yīng)用，但是，由于玄武巖纖維具有有別于碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯纖維的一系列優(yōu)異性能，而且性價(jià)比好，近幾年來(lái)引起了美國(guó)、歐盟等國(guó)防軍工領(lǐng)域的高度重視。2003年美國(guó)軍方甚至收購(gòu)了其國(guó)內(nèi)一個(gè)創(chuàng)辦不久的CBF生產(chǎn)工廠，現(xiàn)在這個(gè)工廠就設(shè)立在美國(guó)南部阿拉巴馬的軍事基地，產(chǎn)品100%用于國(guó)防軍工，其連續(xù)玄武巖纖維的具體應(yīng)用至今對(duì)外秘而不宣！顯然，這些年來(lái)，美國(guó)軍方在CBF的應(yīng)用研究中又發(fā)現(xiàn)了許多新的價(jià)值。
3.1利用CBF的耐高溫特性，可以在消防、環(huán)保及軍工領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。
玄武巖纖維用于防火服正處于起步階段，由于其起本身的特殊性能，用于防火服領(lǐng)域有較大的優(yōu)勢(shì)。玄武巖纖維是無(wú)機(jī)纖維，具有不燃性、耐溫性（-269～650℃）、無(wú)有毒氣體排出、絕熱性好、無(wú)熔融或滴落、強(qiáng)度高、無(wú)熱收縮現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是比重較芳綸纖維大，穿著的舒適感不如芳綸纖維防火服。如果玄武巖纖維與其它纖維混紡可制成阻燃面料，用于部隊(duì)的相關(guān)裝備顯然是有明顯優(yōu)勢(shì)的。
超高分子量聚乙烯纖維被用作柔性防彈材料的首選原材料，但是用它制成無(wú)緯布作柔性防彈材料時(shí)發(fā)現(xiàn)外表面幾層明顯有彈頭擊穿的熔灼現(xiàn)象，因?yàn)槌叻肿恿烤垡蚁├w維的主要缺點(diǎn)是耐熱性能低，熔點(diǎn)在144℃～152℃，強(qiáng)度和模量
隨溫度升高而下降，抗蠕變性能也較差，達(dá)到70℃時(shí)性能急劇下降。于是許多防彈材料專家把關(guān)注的目光轉(zhuǎn)向有耐高溫特性的的連續(xù)玄武巖纖維，目前正在開(kāi)展相關(guān)的比較檢測(cè)和應(yīng)用研究?？梢灶A(yù)見(jiàn)，連續(xù)玄武巖纖維用作坦克、裝甲車、防暴車、防爆毯、炮彈箱、軍事工事的坑道門等等有著較高的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。
從以上性能比較可以看出，玄武巖纖維的高溫使用性能雖然低于氧化鋁纖維、碳化硅纖維，但是高于所有的有機(jī)纖維，而且其超低溫使用性能是最好的。再?gòu)男詢r(jià)比看，玄武巖纖維的價(jià)格是所有高性能纖維中最低的。國(guó)外一直將杜邦的Kavlar 、 Nomex、Teflon作為防火面料的首選，雖然具有抗高溫、抗化學(xué)反應(yīng)的性能，但是在370℃以上的高溫下被碳化和分解。玄武巖纖維用于防火服正處于起步階段，由于其起本身的特殊性能，用于防火服領(lǐng)域有較大的優(yōu)勢(shì)。玄武巖纖維是無(wú)機(jī)纖維，具有不燃性、耐溫性（-269～700℃）、無(wú)有毒氣體排出、絕熱性好、無(wú)熔融或滴落、強(qiáng)度高、無(wú)熱收縮現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是重量較芳綸纖維大，穿著的舒適感不如芳綸纖維防火服。
顯而易見(jiàn)，玄武巖纖維而直徑較細(xì)（例如7微米左右）的連續(xù)玄武巖纖維，其良好的性價(jià)比和優(yōu)異的抗高溫性能，有可能成為替代杜邦Kavlar 、 Nomex、Teflon等防火面料的有力競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，也是其它高性能纖維低成本、高性價(jià)比的替代品。目前過(guò)濾材料主要有天然纖維、各種合成纖維、各種無(wú)機(jī)纖維和金屬纖維。
顯而易見(jiàn)，玄武巖纖維而直徑較細(xì)（例如7微米左右）的連續(xù)玄武巖纖維，其良好的性價(jià)比和優(yōu)異的抗高溫性能，有可能成為替代杜邦Kavlar 、 Nomex、Teflon等防火面料的有力競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品，也是其它高性能纖維低成本、高性價(jià)比的替代品。目前過(guò)濾材料主要有天然纖維、各種合成纖維、各種無(wú)機(jī)纖維和金屬纖維。
由于對(duì)耐高溫提出了更高的要求，又引進(jìn)了Nomex、Procon、Torcon、Basfil、P84等。但是，目前所有的過(guò)濾材料都不能解決過(guò)濾高溫介質(zhì)的問(wèn)題，而玄武巖纖維纖維可以在-269~650℃的范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，它的耐高溫性能是其它材料所無(wú)法比擬的。加拿大亞伯力（Albarrie）公司是一家有30多年歷史的環(huán)保工業(yè)用集塵濾料的專業(yè)公司。他們將CBF用作過(guò)濾針刺氈的支基布已經(jīng)有10多年的歷史了。目前該公司非?？春梦覈?guó)過(guò)濾環(huán)保領(lǐng)域的市場(chǎng)，欲占到一定的市場(chǎng)份額。這一長(zhǎng)期的成功的應(yīng)用案例和市場(chǎng)動(dòng)態(tài)應(yīng)該非常值得我國(guó)過(guò)濾環(huán)保領(lǐng)域的關(guān)注！
因此，利用玄武巖纖維的耐溫特性，CBF是用于高溫過(guò)濾材料（例如除塵袋、汽車消音器濾芯）、避火消防服阻燃隔熱面料、防火卷簾、過(guò)冷防護(hù)服、防彈服、熱防護(hù)服、軍用帳篷、坦克發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱隔音罩、核潛艇等軍艦內(nèi)裝飾、火箭燃燒喉管等軍工武器裝備領(lǐng)域等優(yōu)選的新材料。美國(guó)、加拿大、日本、韓國(guó)、歐洲許多國(guó)家業(yè)內(nèi)人士十分看好CBF優(yōu)異的耐溫性能，許多應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬。
連續(xù)玄武巖纖維非織造材料在汽車內(nèi)飾中的應(yīng)用潛力巨大。汽車工業(yè)是纖維材料的一個(gè)巨大潛力的市場(chǎng)。現(xiàn)在在汽車中應(yīng)用的基于非織造材料的零件已經(jīng)超過(guò)40種，從空氣、油過(guò)濾介質(zhì)到內(nèi)飾材料等，其中包括聲、熱絕緣材料，結(jié)構(gòu)件以及裝飾件。一輛轎車大約需要20平方米的非織造材料（折合重量15~20公斤）。雖然現(xiàn)在汽車非織造材料主要使用聚酯纖維、聚丙烯纖維、玻璃纖維、碳纖維和天然纖維等，但是，玄武巖纖維的絕熱、隔音，尤其是其優(yōu)良的過(guò)濾性能和阻燃性能是其它纖維所不能比擬的。
3.2連續(xù)玄武巖纖維將帶來(lái)建筑材料業(yè)的一場(chǎng)革命
自70年代中期以來(lái)，確切地說(shuō)，在1974年中國(guó)建材研究院再此開(kāi)展玻璃纖維用于增強(qiáng)硅酸鹽水泥（GRC）的研究，提出了“雙保險(xiǎn)”的技術(shù)路線（即抗堿玻璃纖維增強(qiáng)低堿度硫酸鹽水泥），在此后的幾十年中雖然取得了很多成果，但是，長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的GRC產(chǎn)業(yè)并沒(méi)有真正解決其耐久性問(wèn)題，一直存在著一些令人極為憂慮的問(wèn)題：（1）降低抗堿玻璃纖維中ZrO2含量；（2）低堿度硫鋁酸鹽水泥質(zhì)量不穩(wěn)定；（3）用一般中堿玻璃纖維替代抗堿玻璃纖維；（4）用普通的硅酸鹽水泥替代低堿度硫鋁酸鹽水泥。另一方面的問(wèn)題是有些企業(yè)GRC制品生產(chǎn)機(jī)械化水平低，基本上都是手工作業(yè)的，加上不嚴(yán)格按技術(shù)規(guī)程操作，造成出廠產(chǎn)品質(zhì)量低下等等（詳見(jiàn)2000年6月王燕謀編著的《中國(guó)玻璃纖維增強(qiáng)水泥》序言一文）。顯然，我國(guó)的GRC產(chǎn)業(yè)并沒(méi)有真正走出一條寬廣的健康的發(fā)展道路。隨著我國(guó)連續(xù)玄武巖纖維批量生產(chǎn)的開(kāi)始，玄武巖纖維增強(qiáng)硅酸鹽水泥的技術(shù)方案再次被業(yè)界重視，尤其是我國(guó)一些原來(lái)用聚丙烯纖維增強(qiáng)水泥混凝土的化學(xué)建材企業(yè)，積極采用玄武巖纖維增強(qiáng)硅酸鹽水泥及其混凝土；另一些建筑加固企業(yè)采用玄武巖纖維片材替代碳纖維用于建筑橋梁的加固、補(bǔ)強(qiáng)和修復(fù)，也取得了較好的效果。用硅酸鹽類天然火山噴出巖為原料生產(chǎn)的玄武巖纖維預(yù)示著建筑材料業(yè)的一場(chǎng)革命正在來(lái)臨！它的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
一是在混凝土增強(qiáng)領(lǐng)域的應(yīng)用?，F(xiàn)在的混凝土增強(qiáng)材料主要有碳纖維、玻璃纖維、對(duì)位芳綸、鋼纖維和玄武巖纖維。增強(qiáng)的主要目的是提高制品的抗拉強(qiáng)度和建筑工程的防滲抗裂等。從強(qiáng)度方面看玄武巖纖維占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，它的拉伸強(qiáng)度都高于以上的增強(qiáng)材料，增強(qiáng)效果最好。從耐堿性方面看，玄武巖纖維略遜于碳纖維和對(duì)位芳綸，但好于玻璃纖維和鋼纖維。從與混凝土的相容性上看，玄武巖纖維與混凝土有著基本相同的成分，密度也較接近，所以玄武巖纖維的相容性、分散性好于其它增強(qiáng)纖維。例如用玄武巖纖維增強(qiáng)鐵路水泥枕木可解決其耐久性，尤其適合在青藏高原等氣候多變地區(qū)的使用。大家如果有興趣可以查閱我們2004年在《工業(yè)建筑》雜志增刊上發(fā)表的《玄武巖纖維在建筑和基礎(chǔ)工程領(lǐng)域中的應(yīng)用》一文。
二是在建筑修復(fù)、加固和更新領(lǐng)域的應(yīng)用。碳纖維加固補(bǔ)強(qiáng)織物是一種高科技含量和高成本的產(chǎn)品。目前使用的補(bǔ)強(qiáng)材料是碳纖維和芳綸纖維，主要是利用材料的強(qiáng)度和彈性模量。從強(qiáng)度方面，玄武巖纖維的強(qiáng)度并不遜于碳纖維，且比芳綸高，雖然彈性模量不如碳纖維，但是與樹(shù)脂的親合性上，玄武巖纖維大大好于碳纖維和芳綸，有效的提高了補(bǔ)強(qiáng)效果和補(bǔ)強(qiáng)材料的使用壽命。尤其是連續(xù)玄武巖纖維用于橋梁、立柱纏繞加固期效果與碳纖維沒(méi)有差異。這一重大發(fā)現(xiàn)是東南大學(xué)土木工程學(xué)院通過(guò)玄武巖纖維與碳纖維在同等條件下的對(duì)比實(shí)驗(yàn)后得到的巖纖維在墩柱抗震加固中的應(yīng)用研究》論文）。從性價(jià)比看，玄武巖纖維的價(jià)格大大低于碳纖維和芳綸，所以，玄武巖纖維有極大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，是碳纖維和芳綸加固抗震補(bǔ)強(qiáng)材料的首選替代產(chǎn)品。它可廣泛用于梁、柱、板、墻等補(bǔ)強(qiáng)，也可用于橋梁、隧道、水壩等其它土木工程的加固，尤其是抗震加固。玄武巖纖維與粘鋼和碳纖維加固具有如下不同的特點(diǎn)：不導(dǎo)電；性價(jià)比好；抗剪切強(qiáng)度高；延性好、抗震能力強(qiáng)；與混凝土熱膨脹系數(shù)一致；抗老化、耐高溫、抗凍融；與混凝土和樹(shù)脂的結(jié)合力強(qiáng)；耐酸堿，對(duì)各種環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)；受力后變形協(xié)調(diào)，碳纖維加固后的破壞常態(tài)是脆性等。以建筑加固補(bǔ)強(qiáng)為例，碳纖維和芳綸是目前世界上所采用的主要的高性能纖維加固補(bǔ)強(qiáng)用的新型材料。初步的研究結(jié)果表明：與碳纖維和芳綸相比，玄武巖纖維在保持較高的抗拉、抗剪和抗沖擊強(qiáng)度和熱振穩(wěn)定性的優(yōu)異性能基礎(chǔ)上，具有更好的性價(jià)比。在橋梁、隧道、房屋等結(jié)構(gòu)抗震加固補(bǔ)強(qiáng)方面具有極為廣闊的應(yīng)用前景。
此外，初步的應(yīng)用研究證明，CBFRP（連續(xù)玄武巖纖維增強(qiáng)塑料）的復(fù)合材 料筋又是一種替代碳纖維、芳綸等連續(xù)纖維復(fù)合筋的新型建筑材料，可主要用于代替鋼筋用于環(huán)境條件嚴(yán)酷的混凝中，根本解決鋼筋銹蝕問(wèn)題，提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。 三是在道路施工領(lǐng)域的應(yīng)用。采用土工格柵對(duì)路面進(jìn)行加盤處理，已經(jīng)成為道路建設(shè)的一個(gè)研究方向。土工格柵是一種新型的土工合成材料，其結(jié)構(gòu)合理、性能優(yōu)良、具有很高的耐熱性和耐寒性、強(qiáng)度大、模量高、膨脹系數(shù)低、物化性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。土工格柵的主要作用是抗疲勞開(kāi)裂、耐高溫車轍、抗低溫縮裂、延緩反射裂縫。所以土工材料在高等級(jí)公路、大橋橋面、市政道路及機(jī)場(chǎng)路面等要求較高的領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。目前，土工材料主要是玻璃纖維和塑料兩大材料。玄武巖纖維的各方面性能均好于以上兩種材料。玄武巖纖維土工材料的主要優(yōu)點(diǎn)是：抗拉強(qiáng)度高、延伸率好；無(wú)長(zhǎng)期蠕變；熱穩(wěn)定性好；與瀝青混合料的相容性強(qiáng)；理化穩(wěn)定性好；耐低溫性好等。
3.3 CBF增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料有廣泛的應(yīng)用
連續(xù)玄武巖纖維具有良好的技術(shù)特性：低容重，低導(dǎo)熱率，低吸濕率和對(duì)腐蝕介質(zhì)的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠降低結(jié)構(gòu)重量，形成新型結(jié)構(gòu)材料。利用這些特性，在軍品和民品領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。玄武巖纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料是制造坦克裝甲車輛的車身材料，可減輕其重量；用于制造火炮材料，尤其是用于炮管熱護(hù)套材料可以大大提高火炮的命中率和射擊精度。在槍彈、引信、彈匣、大口徑機(jī)槍槍架、坦克裝甲車輛的薄板裝甲、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩、減振裝置等等方面有大量的應(yīng)用。玄武巖纖維在船舶工業(yè)中可大量用于船殼體、機(jī)倉(cāng)絕熱隔音和上層建筑；用玄武巖纖維蜂窩板可制成火車車廂板，既減輕了車廂的重量，又是一種良好的阻燃材料。據(jù)悉美國(guó)通過(guò)福特、通用等汽車制造公司正在著手起草制訂采用玄武巖纖維替代碳纖維作增強(qiáng)材料的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。德國(guó)在玄武巖纖維這方面的應(yīng)用研究也已經(jīng)著手開(kāi)展了兩年多。我國(guó)的汽車工業(yè)應(yīng)該關(guān)注這一新材料應(yīng)用的發(fā)展動(dòng)向。用玄武巖纖維纏繞環(huán)氧樹(shù)脂的管材（直徑：5~2000mm，內(nèi)部承受0~400大氣壓）可用于輸送石油、天然氣、冷熱水、化學(xué)腐蝕液體、散料、電纜管道、低壓和高壓鋼瓶等。例如以石油管道為例：玄武巖纖維管道施工投產(chǎn)后，可以使用無(wú)需投資維修以及采用昂貴的電化學(xué)處理，使用期限是80年。顯然，它可引發(fā)管道業(yè)的一場(chǎng)革命！由于碳纖維的嚴(yán)重短缺，受沖擊或者說(shuō)影響最大的是一大批休閑體育用品的制造商，因此，連續(xù)玄武巖纖維在休閑體育用品中的應(yīng)用也凸現(xiàn)出來(lái)了。首先，CBF天然的金褐色可用于休閑體育用品的表面裝飾。其次，它與碳纖維混雜使用可降低其成本，以解碳纖維價(jià)格奇高和短缺帶來(lái)的困惑；再是利用CBF開(kāi)發(fā)休閑體育用品的新產(chǎn)品。
3.4 CBF可用作熱振環(huán)境下的特殊材料
例如采用玄武巖纖維648環(huán)氧樹(shù)脂用于復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的軍用飛機(jī)進(jìn)氣道外側(cè)壁，其下部是火炮出口，振動(dòng)沖擊力很大，要求復(fù)合材料有很好的韌性，使用純碳纖維有它的不足，由于玄武巖纖維的斷裂伸長(zhǎng)率大大高于碳纖維，且可充分利用玄武巖纖維的熱振穩(wěn)定性。在民品的機(jī)電工業(yè)，玄武巖纖維聚合物基復(fù)合材料是優(yōu)良的絕緣材料，用它制造儀器儀表、電動(dòng)機(jī)及各種電器中的附件（例如齒輪、軸承、密封件），不僅可以減輕自重和提高其可靠性，而且可以延長(zhǎng)其使用壽命。此外，玄武巖連續(xù)纖維具有顯著的耐高溫性能和極好的機(jī)械性能。它可以用作石棉與昂貴碳纖維的替代品，適用于高溫襯墊、大型船只絕熱、車輛制動(dòng)器磨擦襯片。
3.5 CBF是良好的介電材料
連續(xù)玄武巖纖維還具有良好的介電性能。它的體積電阻率比E玻璃纖維高一個(gè)數(shù)量級(jí)；玄武巖含有不到20%的導(dǎo)電氧化物。導(dǎo)電氧化物纖維過(guò)去并沒(méi)有用于制備絕緣材料，但經(jīng)過(guò)用專門浸潤(rùn)劑處理玄武巖纖維，其介電損失角正切比玻璃纖維低50%,可用于制造新型耐熱介電材料。利用玄武巖纖維的這一介電特性、吸濕率低和耐溫的特性，可以制成高質(zhì)量的多層印刷電路板的覆箔板。因?yàn)闊o(wú)線電通訊傳輸技術(shù)和大型電子計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的高速化，不但要求在高頻帶工作的基板，要有較小的介電常數(shù)與介質(zhì)損耗因數(shù)，而且要求高頻帶的介電性能對(duì)溫度的變化率和頻率的變化率要很小，基板的玻璃化溫度、耐熱性（希望先進(jìn)的線路板耐熱高達(dá)270℃左右）、可靠性、厚度的均勻性要高，熱膨脹系數(shù)、吸水率要低，以滿足當(dāng)代印刷電路板對(duì)覆箔板在特性阻抗高精度控制性、高頻特性、高可靠性、高穩(wěn)定性和綠色環(huán)保特性等性能的要求。最近幾年日本在高性能印刷線路板制造方面要求耐更高的溫度，更輕更薄，因而大量應(yīng)用芳綸材料。通過(guò)非織造布工藝或造紙的方法研制的印刷電路基板可應(yīng)用于IT產(chǎn)業(yè)的各種設(shè)備。此外，目前一些高質(zhì)量的抗熱絕緣紙將對(duì)位芳綸做成漿粕纖維和5mm的對(duì)位芳綸纖維混合打成紙漿，用普通造紙方法造紙，可得到強(qiáng)度高、耐高溫的工業(yè)用紙，用在電氣絕緣紙材料上是高級(jí)的H級(jí)絕緣紙。它可以制成不同密度及厚度的紙或紙板，最薄可到0.05mm；可在220℃的環(huán)境下連續(xù)工作十年而不變，甚至短時(shí)間內(nèi)暴露于300℃下，不會(huì)收縮，脆化或融化。玄武巖纖維的耐高溫性和電絕緣性都非常好，玄武巖纖維抗熱絕緣紙可以提供電氣絕緣更嚴(yán)密的保護(hù)。
此外，玄武巖纖維還具有防輻射功能。在核電站建設(shè)和軍工、民用等防輻射領(lǐng)域有很大應(yīng)用。
總之，隨著生產(chǎn)連續(xù)玄武巖纖維技術(shù)瓶頸的不斷打開(kāi)、規(guī)?；a(chǎn)所帶來(lái)的單位成本降低，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U(kuò)大，勢(shì)必形成一個(gè)新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)！它將改變世界先進(jìn)材料的格局！
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