比石灰岩更耐高温、更强硬的玄武岩纤维的有多“硬核”？

在古诗词中，有一句诗描写了一种耐高温的材料：“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”。

这句诗把石灰岩耐高温的特性描写得淋漓尽致，并升华成了一种大无畏的精神。

其实，在众多的材料中，不乏这种“硬核”材料，它们比石灰岩更耐高温、更强硬。

今天的科普主角——玄武岩纤维——就是这样一种“硬核”材料：

玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成。

我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维（碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维）之一，实现了工业化生产。

“点石成金”的制作工艺

如果你了解玄武岩纤维的制作工艺，你一定会被它的“硬核”所震惊：

用火山喷发形成的天然玄武岩石为原料，将其破碎后投入熔窑中，加热至1450~1500℃熔融状态，通过铂铑合金拉丝漏板快速拉制，玄武岩纤维就是这样被制作出来的。

简而言之，制作玄武岩纤维的工艺，就是把坚硬的火山玄武岩石在高温下“拉成丝”。

作为一种非晶态无机硅酸盐物质，玄武岩纤维的生产属期短、工艺简洁，没有工业废水、废气产生，而且附加值高，被誉为21世纪“绿色新材料”。又因为其颜色为金褐色，所以生产玄武岩纤维的过程，被人们称之为“点石成金”。

硬核又环保的材料特性

之所以说玄武岩纤维是一种绿色材料，是因为它从开采到生产制造环节，都非常环保：

由于玄武岩纤维是由玄武岩矿石熔融后拉丝制成，所以它的原料非常充足，在地球以及月球上，都储备了大量的玄武岩石，原料充足。

在生产环节，玄武岩纤维的生产过程很环保，烟尘中无有害物质析出，不会对大气造成污染。

当玄武岩纤维被制造出来，它具备优异的耐高温和热震稳定性能，能够在650℃温度下依然保持不变，还具备与天然玄武岩石头相媲美的耐久性、耐候性、耐紫外线照射、耐水性、抗氧化性。

除此之外，玄武岩纤维还具备高弹性模量和抗拉强度、吸音系数较高、良好的电绝缘性和介电性能、天然的硅酸盐相溶性、较低的吸湿性、较低的热传导系数……

拥有这些良好的物理、化学特性，使得玄武岩纤维的应用很广泛。

应用上“绿色”新蓝海

玄武岩纤维的应用，常见的便是建筑领域：

由于玄武岩纤维耐腐蚀性能优异，因此用玄武岩纤维制成的复合筋具备高强度，可代替部分钢筋用于土木工程中，而且由于玄武岩纤维的膨胀系数与混凝土相近，两者之间不会产生大的温度应力。

除了在建筑行业的应用，玄武岩纤维对于公路建设而言，起到了“材料革命”的作用。

通过现场技术性能检验结果表明，与普通改性沥青混凝土路面相比，使用了玄武岩纤维之后，高温性能动稳定度、低温抗裂性、水稳定性全面提高，路面寿命预估延长6-8年左右。

同时，厚度降低，节约了更多原料，真正实现了节能减排、绿色交通。

在军工方面，玄武岩纤维同样可以“大展身手”：

由于玄武岩纤维隔热、耐温、防火，玄武岩纤维制备的复合材料可广泛应用于耐温防热材料，应用于导弹、火箭、火炮的防热部件。

▲炮管热护套

在民用领域：玄武岩也可以制成防火保温板、耐高温输送带、防火门等。

▲玄武岩纤维复合材料防护密闭门

由于玄武岩纤维力学性能优异，因此可应用于制备汽车轻量化复合材料：

与铝合金产品相比，玄武岩纤维复合材料新能源汽车电池壳体，可实现减重30%~50%，且耐腐蚀、隔热防火。玄武岩纤维复合材料汽车板簧产品在达到相同使用性能的同时，可较传统金属板簧减重50%-70%，疲劳寿命是金属板簧的5倍。

▲玄武岩纤维复合材料电池箱

▲玄武岩纤维复合材料汽车板簧

此外，玄武岩纤维还可以用于制备体育休闲用品，如：滑雪板、自行车、羽毛球拍等。

▲玄武岩纤维滑雪板

尽管玄武岩纤维还存在矿点成分波动大、生产成本高、生产效率低下等问题，但是这些问题对于玄武岩纤维的开发利用既是挑战，也是机遇。

随着国产玄武岩纤维拉丝技术的突破，玄武岩纤维的性能更稳定，成本更低，具有非常广阔的应用前景。

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