玄武巖連續(xù)纖維成形工藝的研究.pdf

1、玄武巖是以二氧化硅為主的天然火山巖。利用純玄武巖或填加配料的玄武巖混合料經(jīng)過(guò)熔化、拉絲等工藝過(guò)程可制備玄武巖連續(xù)纖維。玄武巖纖維在耐高溫、耐酸堿、耐腐蝕、熱穩(wěn)定和絕熱隔音性能等方面等同或優(yōu)于E玻璃纖維。它可作為保溫材料、隔音材料、過(guò)濾材料、復(fù)合材料增強(qiáng)劑和特種紙的原料。在國(guó)外，玄武巖已用于連續(xù)纖維的工業(yè)生產(chǎn)，而我國(guó)在研究利用玄武巖資源和玄武巖連續(xù)纖維的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)方面與烏克蘭、格魯吉亞等國(guó)家相比存在著很大的差距。研究開(kāi)發(fā)和合理利用我國(guó)豐

2、富的玄武巖資源具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。 玄武巖材料的熔化溫度、粘度、析晶溫度等物理化學(xué)特性是制備連續(xù)纖維的關(guān)鍵因素。本文采用梯溫爐法及旋轉(zhuǎn)法分析了純玄武巖的析晶上限溫度和粘度，得出了玄武巖的析晶上限溫度為1271℃。根據(jù)玄武巖的粘度隨溫度升高而降低的變化規(guī)律，利用線性回歸計(jì)算出不同溫度下的粘度值。將結(jié)果與中堿玻璃纖維的粘度值比較，得出可以利用“坩堝法”來(lái)制備玄武巖連續(xù)纖維。同時(shí)利用計(jì)算結(jié)果也可以為玄武巖原礦的升溫曲線提供理

3、論依據(jù)。 實(shí)驗(yàn)中采用“坩堝法”，利用自行設(shè)計(jì)的分體式坩堝、0Cr25Ni20不銹鋼漏嘴結(jié)構(gòu)進(jìn)行拉絲實(shí)驗(yàn)。利用高溫紅外測(cè)溫儀對(duì)坩堝、漏嘴處的實(shí)際溫度進(jìn)行了測(cè)量。通過(guò)實(shí)測(cè)，借助fluent軟件建立了玄武巖熔體在漏嘴中流動(dòng)與傳熱的數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)模型的求解，得出了不同溫度條件下玄武巖熔體在坩堝中的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)，通過(guò)比較不同溫度下的溫度、速度云圖，從而分析出玄武巖連續(xù)纖維的適宜成形溫度區(qū)間為1320-1350℃。 最終當(dāng)升