新疆理化所建成国内首个玄武岩纤维材料数据库

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2018-11-26

新疆理化所建成国内首个玄武岩纤维材料数据库已完成23种材料的分析评价近日,中科院新疆理化所科研团队建成国内首个玄武岩纤维材料数据库。 昨日,记者从中科院新疆理化所了解到,该数据库已对国内多种玄武岩纤维材料产品性能进行分析,并将结果进行系统融合,通过可视化工具实现各类数据的查询比较。

该成果可为国内玄武岩纤维材料在不同领域的应用及性能升级提供科学支撑。 据了解,玄武岩纤维是一种以玄武岩矿石为原料,通过熔融拉丝而制成的纤维状材料,具有优异的绝缘、耐腐蚀、阻燃等性能,且生产过程污染小,因此被称为“21世纪的绿色材料”。 目前,国内玄武岩纤维的生产厂家较分散,在纤维材料的组成、性能等参数上尚未形成数据共享,制约了国内玄武岩纤维领域的多元化应用和性能提升。 中科院新疆理化所环境科学与技术研究室马鹏程研究员领衔的复合材料团队,与贵州中科玄武岩纤维材料创新孵化研究院有限公司合作,经过一年半的科研攻关,率先建成国内玄武岩纤维材料数据体系。

该科研团队收集了国内10余个厂家的23种玄武岩纤维材料,采取多种手段对其成分、直径、线密度等参数进行量化分析,明确了决定玄武岩纤维力学性能的关键因素。 “同样直径的单丝纤维,力学性能可能相差很多,其中一个重要原因就是纤维中某些金属氧化物的差异。 ”马鹏程说,有了数据支撑,厂家在生产时就可以作为参照,取长补短,对材料进行性能提升。 据悉,目前玄武岩纤维材料数据库已正式上线,部分数据对外公开。

数据库提供统一的数据输入、输出模块,实现不同厂家玄武岩纤维材料数据快速导入,并提供可视化工具实现数据的直观呈现。

数据库可根据需求者对纤维某一特定性能的要求,将多个纤维的参数进行对比。 据了解,该数据库的建立可以为玄武岩纤维材料的选矿、厂址建设及行业空间布局和发展提供科学参考依据,也为用户选用合适的玄武岩纤维产品提供有力的指导,从而为玄武岩纤维材料在不同领域的应用提供技术支持。

此外,数据库成果也可用来指导纤维生产过程,为开发高性能玄武岩纤维材料提供技术可行性。 □延伸阅读玄武岩纤维的“变身秀”在中科院新疆理化所环境科学与技术研究室的一间实验室里,随意抽出一根玄武岩纤维束,用手指轻轻搓揉,就能分离出比头发丝还要细的纤维单丝。

很难想象,制成它的原料是火山喷发后形成的玄武岩。 马鹏程介绍,玄武岩原石要制成纤维,先要把大块的石头粉碎成粉末,经过1450℃的高温融化成液态,经拉丝冷却后形成纤维。

目前,国内的玄武岩纤维已经在复合材料、摩擦材料、造船材料、隔热材料、汽车行业、高温过滤织物及防护等多领域得到了广泛应用。 在马鹏程看来,由于玄武岩纤维具有丝状特性,可以在其表面涂覆不同的浸润剂,从而实现更多的功能,同时显著提升纤维产品的附加值。

团队前期曾开发出具有导电功能的玄武岩纤维材料,近期又通过将功能性浸润剂涂覆在玄武岩纤维表面,使得单根玄武岩纤维的拉伸强度提升33%、丝束的强度提升230%。 将涂覆有上述浸润剂的纤维织成布,通过手糊工艺研发出国内首台基于玄武岩纤维的小型风机叶片,目前正在开展叶片各项指标的测试和性能评价。

此外,玄武岩纤维还有望在油水分离材料领域大展身手。

团队在自治区重大科技专项的资助下,正在开展基于玄武岩纤维材料的油水分离材料的研究,已经研发出具有亲水、亲油、疏水等不同特性的玄武岩纤维产品。