科技改變生活 · 科技引領未來
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在古詩詞中，有一句詩描寫了一種耐高溫的材料：“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑”。這句詩把石灰巖耐高溫的特性描寫得淋漓盡致，并升華成了一種大無畏的精神。其實，在眾多的材料中，不乏這種“硬核”材料，它們比石灰巖更耐高溫、更強硬。今天的科普主角—
在古詩詞中，有一句詩描寫了一種耐高溫的材料：“千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑”。
這句詩把石灰巖耐高溫的特性描寫得淋漓盡致，并升華成了一種大無畏的精神。
其實，在眾多的材料中，不乏這種“硬核”材料，它們比石灰巖更耐高溫、更強硬。
今天的科普主角——玄武巖纖維——就是這樣一種“硬核”材料：
玄武巖纖維是一種新型無機環保綠色高性能纖維材料，它是由二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵和二氧化鈦等氧化物組成。
我國已把玄武巖纖維列為重點發展的四大纖維（碳纖維、芳綸、超高分子量聚乙烯、玄武巖纖維）之一，實現了工業化生產。
01 “點石成金”的制作工藝
如果你了解玄武巖纖維的制作工藝，你一定會被它的“硬核”所震驚：
用火山噴發形成的天然玄武巖石為原料，將其破碎后投入熔窯中，加熱至1450~1500℃熔融狀態，通過鉑銠合金拉絲漏板快速拉制，玄武巖纖維就是這樣被制作出來的。
簡而言之，制作玄武巖纖維的工藝，就是把堅硬的火山玄武巖石在高溫下“拉成絲”。
作為一種非晶態無機硅酸鹽物質，玄武巖纖維的生產屬期短、工藝簡潔，沒有工業廢水、廢氣產生，而且附加值高，被譽為21世紀“綠色新材料”。又因為其顏色為金褐色，所以生產玄武巖纖維的過程，被人們稱之為“點石成金”。
02 “硬核”又環保的材料特性
之所以說玄武巖纖維是一種綠色材料，是因為它從開采到生產制造環節，都非常環保：
由于玄武巖纖維是由玄武巖礦石熔融后拉絲制成，所以它的原料非常充足，在地球以及月球上，都儲備了大量的玄武巖石，原料充足。
在生產環節，玄武巖纖維的生產過程很環保，煙塵中無有害物質析出，不會對大氣造成污染。
當玄武巖纖維被制造出來，它具備優異的耐高溫和熱震穩定性能，能夠在650℃溫度下依然保持不變，還具備與天然玄武巖石頭相媲美的耐久性、耐候性、耐紫外線照射、耐水性、抗氧化性。
除此之外，玄武巖纖維還具備高彈性模量和抗拉強度、吸音系數較高、良好的電絕緣性和介電性能、天然的硅酸鹽相溶性、較低的吸濕性、較低的熱傳導系數……
擁有這些良好的物理、化學特性，使得玄武巖纖維的應用很廣泛。
03 應用上的綠色新“藍海”
玄武巖纖維的應用，最常見的便是建筑領域：
由于玄武巖纖維耐腐蝕性能優異，因此用玄武巖纖維制成的復合筋具備高強度，可代替部分鋼筋用于土木工程中，而且由于玄武巖纖維的膨脹系數與混凝土相近，兩者之間不會產生大的溫度應力。
除了在建筑行業的應用，玄武巖纖維對于公路建設而言，起到了“材料革命”的作用：
在 2020年6月2日，河南省就有一條高速公路的路面，采用了玄武巖纖維瀝青混凝土下面層科研試驗路鋪筑。
通過現場技術性能檢驗結果表明，與普通改性瀝青混凝土路面相比，使用了玄武巖纖維之后，高溫性能動穩定度、低溫抗裂性、水穩定性全面提高，路面壽命預估延長6-8年左右。
同時，厚度降低，節約了更多原料，真正實現了節能減排、綠色交通。
在軍工方面，玄武巖纖維同樣可以“大展身手”：
由于玄武巖纖維隔熱、耐溫、防火，玄武巖纖維制備的復合材料可廣泛應用于耐溫防熱材料，應用于導彈、火箭、火炮的防熱部件。
在民用領域：玄武巖也可以制成防火保溫板、耐高溫輸送帶、防火門等。
由于玄武巖纖維力學性能優異，因此可應用于制備汽車輕量化復合材料：
與鋁合金產品相比，玄武巖纖維復合材料新能源汽車電池殼體，可實現減重30%~50%，且耐腐蝕、隔熱防火。玄武巖纖維復合材料汽車板簧產品在達到相同使用性能的同時，可較傳統金屬板簧減重50%-70%，疲勞壽命是金屬板簧的5倍。
此外，玄武巖纖維還可以用于制備體育休閑用品，如：滑雪板、自行車、羽毛球拍等。
盡管玄武巖纖維還存在礦點成分波動大、生產成本高、生產效率低下等問題，但是這些問題對于玄武巖纖維的開發利用既是挑戰，也是機遇。
隨著國產玄武巖纖維拉絲技術的突破，玄武巖纖維的性能更穩定，成本更低，具有非常廣闊的應用前景。
參考文獻：
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金原