Производство базальтовых материалов

Применение волокон из базальта

01.04.2020

Благодаря малому весу, сопротивляемости к негативному воздействию кислот, соляных растворов и щелочей, базальтовое волокно становится более пригодным материалом для применения в разных сферах производства. В отличие от дорогого углеродного и не такого прочного стекловолокна, базальтовый аналог невероятно устойчив к истиранию, систематическому механическому воздействию, высоким температурам и ультрафиолету, обладает отличной прочностью и электромагнитной инертностью.

Появление базальтового волокна

Базальт по своей природе является застывшей вулканической магмой, свойства которой изменились под воздействием атмосферы. Превратившись в камень, эта порода стала основой многих орудий труда древнего человека.

Производить из нее волокно в незначительных количествах начали лишь в 20-х годах XX века. Но уже в период обострения Холодной войны между СССР и США ученые вели активные разработки материала, тщательно исследуя его полезные свойства и потенциальные возможности применения в милитаристских целях. Промышленный способ изготовления волокна из базальта применялся уже в начале 80-х. Центр разработок дислоцировался в Киеве.

Со временем от него отказались в пользу более дорогого углеродного волокна и стекловолокна. Причиной тому стало несовершенство технологий обработки базальта. Сегодня же ситуация в корне изменилась.

Базальтовое волокно

Основные этапы производства

  • Тонкие волокна получают путем расплавления мелкого базальта при крайне высокой температуре +1500 градусов Цельсия и вытекания полученной массы через фильеры – небольшие отверстия воронкообразной формы.
  • Сырье раздувается сжатым воздухом или разбрызгивается с применением центробежных устройств.
  • Нити расплава вытягиваются и наматываются на катушки. В процессе не используются химические добавки.

Данным способом изготавливается и стекловолокно, но в его состав входит сразу несколько компонентов.

Применение в композиционных материалах

Композит состоит из связующего материала (матрицы) и наполнителя. Последний может быть в виде ровингов, шнуров и тканей из непрерывного волокна. Правильно комбинируя данные материалы, можно получить совершенно разные продукты с уникальными свойствами и характеристиками. Базальтовые термопластичные композиты необычайно стойки к образованию трещин и легко перерабатываются при больших температурах. Для связующего в жаростойких базальтокомпозитах, применяющихся в ракетостроительной сфере, используются металл и керамика.

Строительство – одна из основных отраслей, где продукты из базальта получили огромное распространение. Здесь в основе многих сооружений находится необыкновенно прочный бетон, армированный специальной базальтовой фиброй, который хорошо переносит любые температурные перепады и повышенную влажность. Арматура из того же волокна делает строительный объект долговечным.

С помощью базальтовой ваты можно повысить звуко- и термоизоляцию помещения. Целью работы многих ученых есть создание идеальных емкостей для хранения разного рода химических веществ. Ожидается, что ими станут баллоны, сделанные из базальтового волокна.

Первостепенная задача – охрана природы и окружающей среды

Все сферы промышленности (в том числе автомобильная) заинтересованы в повышении своей энергоэффективности. Кроме того, каждое социально ответственное предприятие в первую очередь должно заботиться о состоянии экологии и по возможности минимизировать объемы выбрасываемых в атмосферу парниковых газов. Именно над этим сейчас работают крупные лаборатории в развитых странах. Базальтовое волокно рассматривается ими, как один из самых прогрессивных материалов по ряду причин:

  • Его изготовление обусловлено крайне низкими энергозатратами.
  • Базальтокомпозиты легко перерабатываются для последующего возврата в производственный оборот.
  • Отходы от их изготовления используются для создания большого количества полезных продуктов. Утилизация не требует больших финансовых затрат.

Благодаря небольшому весу, негорючести и стойкости к коррозии, композиты активно применяются в судостроении, производстве экояхт и лодок. Автопром также не стоит в стороне. Он заинтересован в продлении срока эксплуатации автомобилей и сокращении расходов топлива путем снижения веса машин. Для этого разрабатываются новые материалы для современных электромобилей с увеличенным пробегом и отсутствием вредных выбросов в атмосферу. Из базальтового волокна изготавливается термоизоляция к выхлопным трубам. Кроме того, известные мировые производители транспортных средств, такие как Tesla и Infiniti, используют композиты для создания инновационных комплектов для тюнинга престижных и дорогих авто.

Базальтовое сырье повсеместно используется в тех сферах промышленности, где нужно запустить процесс рециклинга с повторным использованием отходов в производственном цикле.