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玄武岩“拉丝”蝶变

2024-10-08

文萃报·周五版 2024年38期

嫦娥六号的登月之旅,在完成采样任务的同时也把一种非凡的石头带出了“圈”,这种非凡的石头就是玄武岩。玄武岩在地球上的储量并不稀少,身价自然也不高,最初只是一种普通的铺路石料罢了,但嫦娥六号却选中玄武岩作为月背国旗的主材料。用玄武岩复合材料织造的五星红旗既耐高低温循环,又耐强剂量辐射,虽为“石头身”,却能做到柔韧,轻质。让我们走进玄武岩的世界,去感受玄武岩是如何完成从“铺路石”到高科技蝶变的。

现代玄武岩新兴产业的孕育和发展是从“石头拉丝”开始的,然而玄武岩“拉丝”是一个技术活,没有成熟的工艺和技术是难以完成的。

玄武岩“拉丝”毕竟不同于用棉花纺线,因为玄武岩本身既硬又脆,捻不动也拉不细。那该如何生产玄武岩纤维呢?2002年,连续玄武岩纤维及其复合材料研制被列入科技部“863计划”;2004年,其被列入国家“火炬计划”;20多年来,我国在连续玄武岩纤维研制方面取得重大突破,并且成为世界上拥有领先生产技术的少数国家之一。

那么,连续玄武岩纤维是如何生产的呢?通常,连续玄武岩纤维生产工艺是以纯天然玄武岩石料为原料,将其破碎后加入到熔窑中,在1450℃~1500℃高温熔融条件下,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成。

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连续玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有金属光泽,直径比头发丝还细。你可别小瞧了玄武岩纤维,它可是与碳纤维、芳纶以及超高分子量聚乙烯纤维等高科技纤维并驾齐驱的新兴纤维材料。玄武岩纤维具有高强度、电绝缘、耐腐蚀、耐高温、抗老化等多种优异性能,并且与环境十分友好,因此是一种新型绿色环保高性能纤维材料。

将玄武岩纤维和高分子基体制成纤维增强复合材料,可以用来制造坦克、舰船、飞机的外壳,并且在航空航天、建筑建材、道路桥梁、舰艇船舶、风力发电等领域具有重要的用途。近年来,我国科学家利用玄武岩纤维本身含有的金属元素实现了碳纳米材料在纤维表面的可控生长,从而制得了玄武岩导电纤维材料,拓宽了玄武岩纤维在电磁屏蔽等领域的应用价值。

(摘自《百科知识》2024年第8期)