与玻璃纤维、岩棉及石棉及化学纤维相比,玄武岩纤维同时在很多方面表现出异常的优越性能。它主要表现在以下几个方面:
① 高的使用温度:玄武岩纤维的使用温度范围为-260℃至880℃,这一温度远远高于聚丙聚纤维、芳纶纤维、E玻纤、石棉、岩棉、不锈钢,接近于硅纤维、硅酸铝纤维和陶瓷纤维;
② 较低的热传导系数:玄武岩纤维的热传导系数为0.031W/m.K至 0.038W/m.K,低于芳纶纤维、硅酸铝纤维、E玻纤、岩棉、、硅纤维、碳纤维和不锈钢;
③ 高的弹性模量:玄武岩纤维的弹性模量为:9100kg/mm2至11000 kg/mm2,高于E玻纤、石棉、芳纶纤维、聚丙稀纤维和硅纤维;
④ 经热处理后强度的损失较低,低于E玻纤(其它纤维暂无数据提供);
⑤ 化学稳定性(耐酸碱腐蚀能力)较强,高于岩棉、E玻纤、硅纤维;
⑥ 吸音系数较高,玄武岩纤维的吸音系数为0.9至0.99,高于E玻纤和硅纤维;
⑦ 比体积电阻较高,玄武岩纤维的比体积电阻为1´102ohm.m,大大高于E玻纤和硅纤维;
⑧ 较低的吸湿性,玄武岩纤维的吸湿性低于0.1%,低于芳纶纤维、岩棉和石棉。
表1-表4给出了玄武岩纤维及其制品与其他纤维的性能比较
从上述比较可以看出,玄武岩纤维及其增强复合材料表现出高弹性模量、良好的力学性能、高的热稳定性以及优异的耐酸碱腐蚀、隔热、隔音、介电等性能。
表1: 玄武岩纤维与E-玻纤的化学稳定性对比
Table1:Chemistry capability comparison between basalt & E-Glass fiber
在下列介质中煮沸3小时后纤维的重量损失(%)
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玄武岩纤维
Basalt continuous
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E-玻璃纤维
E-Glass Fiber
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H2O(水)(Water)
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0.2
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0.7
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2N NaOH(碱)(Alkali)
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2.75
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6.0
|
2N HCL(酸)(Acid)
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2.2
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38.9
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表2: 玄武岩纤维与各种纤维材料的物理性能对比
Table2:Physical performance comparison between basalt & other fibers
性能
Capability
|
玄武岩纤维
Basalt fibers
|
E玻纤
E-Glass Fiber
|
碳纤维
Carbon fibre
|
芳纶纤维
|
岩棉
|
密度Density
g/cm3
|
2.6~2.8
|
2.5~2.6
|
1.7~2.2
|
1.49
|
2.5
|
使用温度oC
Thermal limit of application
|
-260~880
|
-60~350
|
最高2000
|
最高250
|
最高600oC
|
热传导系数
Thermal Conductivityw/m·k
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0.031~0.038
|
0.034~0.040
|
5~185
|
0.04~0.13
|
0.034~0.048
|
比体积电阻
Ohm·m
|
1×1012
|
1×1011
|
2×10-5
|
3×1013
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吸音系数%
Coefficient of sound adsorption
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0.9~0.99
|
0.8~0.93
|
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表3: 玄武岩纤维与无碱玻纤高温力学性能对比
Table3:High temperature capability comparison between basalt & E-Glass fibe
加热温度 oC
Heat up temperature
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抗拉强度变化%
Variety of Tensile Strength
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玄武岩纤维
Basalt continuous
|
E-玻璃纤维
E-Glass Fiber
|
|
20(室温)(Room temperature)
|
100
|
100
|
200
|
95
|
92
|
400
|
82
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62
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表4: 各种纤维增强环氧树脂复合材料的机械性能比较
Table4: capability comparison
复合材料
Composite material
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密度Density kg/m3
|
抗拉强度
Tensile(MPa)
|
拉伸模量
Pull mdulus(GPa)
|
弯曲强度
Crook Strength(MPa)
|
弯曲模量Crook mdulus(GPa)
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E-玻纤单向增强
E-Glass Fiber unilateralism boost up
|
1940
|
1380
|
51.7
|
|
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S-玻纤单向增强
S-Glass Fiber unilateralism boost up
|
1940
|
2070
|
51.7
|
1520
|
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玄武岩纤维单向增强
basalt Fiber unilateralism boost up
|
1800~1950
|
1100~1400
|
88~100
|
700~800
|
|
E-玻纤层合板
Layer plywood of E-Glass fibe
|
1800~1900
|
320~520
|
23~26
|
519~650
|
26.1
|
S-玻纤层合板
Layer plywood of S-Glass fibe
|
1900
|
600
|
|
830
|
28.8
|
玄武岩纤维层合板
Layer plywood of basalt fibe
|
1800
|
430
|
39
|
560
|
43
|
玄武岩纤维、制品及纤维复合材料的应用市场
由于玄武岩纤维具有优越的化学、物理、力学及高温性能,因此它可在各行各业获得广泛的应用。例如航空工业(如发动机绝缘,排气设备中消音器的隔音),电子工业(如印刷电路板,仪表外壳部件,音箱绝缘材料,箔片等),石油化学工业(如空气净化过滤器,石油加工工业污水净化过滤器等),汽车工业(如发动机绝缘,驾驶室绝缘,刹车片绝缘,过滤器,排气管及车体部件等),建筑工业(如防火建筑材料,屋面材料等),机械工业(减震垫片,工业制冷及生活用冰箱隔热片,氮、氧容器的绝缘材料,高压软管部件,抗摩擦部件等),造船工业(如取代石棉用作热、声音绝缘,小型复合材料船舶的方向盘零件和船体等),电气工业(如热绝缘、电绝缘、发电站净化用过滤器等),服装工业(如特种耐热服装,防弹背心,绳索和链带等),电缆工业(如取代黄麻编制层等),道路建设(如路基配筋,土工布,噪音屏蔽设施,防滑坡结构等)。