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院士观点:中国玄武岩纤维及其复合材料的发展现状与应用前景(节选)


中国科学院地质与地球物理研究所中国科学院院士刘嘉麒

我是搞地质的,做博士论文的时候就搞火山岩、玄武岩,搞了一辈子。玄武岩是一种火山岩,中国所有省市区几乎都能找到。玄武岩被选出来放到炉子里熔了,熔融温度要在1500度以上,然后通过漏板就可以拉丝了,丝是初级产品,再进一步加工就可以做成很多的复合材料。玄武岩是一次成丝,不像碳纤维要先变成碳再拉丝,其他纤维,如芳纶纤维工艺都比它复杂。玄武岩纤维在整个生产过程中没有废气、废料排出来,无污染,你到工厂口罩都不用戴,一般的防护就可以了。

玄武岩纤维的性能好,第一个就是它的热传导系数低,阻燃性能好,是既耐高温又耐低温的上好的绝热材料。它的使用温度高温可以到700多度,低温可以到负269度,像它这样既耐高温又耐低温的材料很难得到。

第二个是它与水泥相容性好,握裹力强,对增强水泥混凝土结构具有无可替代的优势。我们好多高速公路经常裂,出毛病,就是因为混凝土本身不行,如果你把它掺上 一定比例的短纤维,就是玄武岩的短纤维,这个路就要好得多。交通部已经出了玄武岩纤维用到高速公路建设上的国家标准,连加拿大这样发达国家也引进了我国的玄武岩纤维材料生产技术,应该说我们在生产与应用方面都有了比较成熟的经验。 

第三个性能是抗拉强度高,力学性能好,是桥梁等建筑方面的优选材料。中国建桥现在很厉害了,好多大桥建的非常好,但是用的材料大部分还是合金材料,钢铁比较多,如果将玄武岩材料变成钢筋的话,那么它的寿命和抗老化的程度要高得多,如果说现在的材料能用100至120年的话,用玄武岩的合成材料就可能变成200多年、300多年。

玄武岩材料没有污染,性能好,性价比高,用途非常广,发展空间很大。目前总体发展势头我认为是很好的,但它毕竟是新生事物,在国际上只有30年的历史,在中国不到20年的历史。国家“十三五”计划已经把玄武岩纤维纳入到和碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维相媲美的四大纤维之一,国家已经开始重视发展这种材料,希望大家共同努力,把这个材料能够发展得更好,走在世界的前列。 

玄武岩纤维公路产业协同创新共同体是在中国科协号召和倡导下,在中国公路学会领导下,由中国公路学会科技成果转化中心牵头联合十余家生产企业、应用企业、国家级工程中心、科研院所和高等院校,在自愿、平等、互利基础上组建的,以深入实施军民融合发展战略和推动玄武岩纤维公路产业协同创新发展为目标,以具有法律约束的契约为保障,联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的协同创新组织。共同体的建立旨在有效整合各方资源,积极开展联合攻关,集中力量实现技术创新和产业升级,大力推进玄武岩纤维在我国公路工程中的应用,为中国公路交通行业提供提升抗疲劳性能材料的新选择,也最终实现玄武岩纤维在公路交通领域的产业化发展。


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