点石成金曾是一种神话,一种比喻,如今这种梦想已经成真,人们用普通的石头——玄武岩,拉丝并制作出各种高级产品就是最典型的事例。在普通人眼里,玄武岩通常是公路、铁路、机场跑道所需的建筑石材,却很少有人知道,玄武岩还可抽丝制成绿色环保的高性能纤维产品,让“点石成金”的传说成为现实。
“点石成金”的玄武岩纤维
玄武岩纤维是一种无机硅酸盐,是在火山和熔炉里经过千锤百炼,从坚硬的岩石变成柔软的纤维。玄武岩纤维材料具有耐高温(> 880℃)、耐低温(<-200℃)、热传导系数低(隔热)、隔音、阻燃、绝缘、吸湿性低、抗腐蚀、抗辐射、断裂强度高、伸长率低、弹性模量高、重量轻等优异性能和优良的加工性能,完全属于全新的材料,且在正常生产加工过程中不产生有毒物质,无废气、废水、废渣排放。因而被称为21世纪无污染的“绿色工业材料和新材料”。
众所周知,地壳由火成岩、沉积岩和变质岩组成,而玄武岩就是火成岩中的一种,是由地下岩浆喷出在地表冷凝后形成的岩石,具有天然的化学稳定性。另外,玄武岩矿石是富集的、熔融的和质量均匀的单组元原料。所以,玄武岩纤维的生产原料是天然且现成的。从1840年英国威尔士人成功试制玄武岩岩棉,人类便开始了对玄武岩材料的探索和研究,到20世纪60年代,全苏玻璃钢与玻璃纤维科研院乌克兰分院根据前苏联国防部的指令,着手研制玄武岩连续纤维,并于1985 年实现了玄武岩连续纤维工业化生产。苏联解体后,设在基辅的研究和生产单位归属乌克兰,这样,当今世界掌握玄武岩纤维生产技术的国家主要源于乌克兰和俄罗斯。近年来,美国、日本、德国等一些科技发达国家都加强了对这一新型非金属无机纤维的研究和开发,并取得了一些新成果,但能上规模生产的国家屈指可数,其产品远远满足不了社会的需求。我们国家从“八五”计划开始关注玄武岩连续纤维的研制工作,国家有关方面对玄武岩材料给予了相当的重视,特别是一些有远见的企业家预感到这项事业的远大前景,纷纷关心乃至投入力量开展这项工作,全国相继建立了相关的研究机构或生产厂家,有的已生产出初级产品,为在中国发展玄武岩纤维材料的发展奠定了一定的基础。
目前,玄武岩纤维已被应用于建筑工程、防火隔热等多个领域。在防火隔热领域,近些年,绿色防火隔热材料逐渐受到人们的关注。玄武岩纤维作为绿色材料,同时具备质轻、防火、隔热、美观等特点,成为了防火隔热的首选材料。在汽车领域,玄武岩纤维不仅强度高、热稳定性好、不易损伤对偶、磨损低、摩擦系数稳定,而且价格适宜。玄武岩纤维应用于摩擦增强材料既有利于增加汽车摩擦材料的寿命,提高摩擦材料的使用温度,又能解决当前摩擦材料的存在的各种不利因素,有利于解决传统汽车制动器出现的热衰退现象,进而减少交通事故的产生。在建筑工程领域,玄武岩纤维增强混凝土复合材料,保留了混凝土抗压强度高等优点,同时增加了材料的抗拉、耐磨和抗冲击等性能,在混凝土工程中起到加固补强、增强增韧、延长使用寿命等作用。