化“石”成“丝”能奔赴“星辰大海”

化“石”成“丝”能奔赴“星辰大海”
2024年06月26日 06:36 四川日报
  •   玄武岩纤维具有极强韧性、不易断裂的特点。雅安观察黄刚 摄
    □四川日报全媒体记者 李婷

      6月25日,嫦娥六号完成世界首次月球背面采样后返回地球。此前,在表取完成后,嫦娥六号着陆器携带的五星红旗在月球背面成功展开。这是我国首次在月球背面独立动态展示国旗。

      这面能承受月面温差大、辐射强的五星红旗,材料来自“石头”玄武岩,让玄武岩纤维这种新材料被更多人知晓。日前,记者前往同样拥有玄武岩纤维加工技术的四川尔润玄武岩纤维科技有限公司,探访这家坐落在雅安天全的高新技术企业如何化“石”成“丝”。

    “拉丝”出的纤维单根直径仅16微米,比人类头发丝还细

      玄武岩是由火山喷发出的岩浆冷却后凝固而成的一种致密状或泡沫状结构的岩石,在地球上分布广泛,储量丰富,中国西南地区分布着不少峨眉山玄武岩。

      走进公司二楼生产车间,一股热浪袭来。玄武岩纤维的核心制作过程,比想象中更“秀气”。约1500摄氏度的熔炉下方,流泻出一块仅50厘米宽的“薄膜”,它在火光中透亮。走近一看,这块“薄膜”由无数根纤维组成。工人不断用手捋着这些纤维,确保其在轨道上正确运转。

      用手触摸一撮刚出炉的纤维,纤维质感像头发丝一样,丝滑中又有些韧性,完全不烫手。“单根纤维直径仅16微米,是人类头发丝直径的五分之一,因此在潮湿空气中散热很快。”公司总经理助理、市场部经理魏冬解释,玄武岩纤维是以天然玄武岩为材料,在1500摄氏度高温下熔融后,快速拉制而成的深褐色纤维。

      “石头”能“拉丝”,生产线上有3样东西很关键。在机器内,有一块价值几十万元的纯铂金的漏板,板上有小孔,能让熔融的玄武岩顺着小孔流出800多条纤维丝。铂金能在1500摄氏度下保持稳定性质,因此成为“拉丝”中不可或缺的部件。此外,每根纤维要经过沾满浸润剂的滚轴,这能让玄武岩纤维更具韧性、不易断裂、抗静电,这是改变玄武岩性能的关键,后期能使其与其他物质结合,形成复合材料。最后,机器的转动速度决定了纤维的粗细,目前每分钟2000转的机器能形成约16微米粗的玄武岩纤维。

      经过物理加工,岩石变成丝,玄武岩纤维能在绝对零度到700摄氏度这个区间保持稳定,价格达每吨上万元,甚至每吨10万元,被形象地称为“点石成金”。与碳纤维相比,玄武岩纤维生产过程中能耗低,无“三废”和有毒物质产生,实现低碳绿色生产。

    新材料耐高温耐超低温不易腐蚀,运用领域不少

      “玄武岩纤维制作的五星红旗能上太空,主要利用了这种材质高强轻质、耐高温、耐超低温、不易腐蚀的特性,是近年来玄武岩纤维在航天领域应用的一个缩影。”魏冬补充,这面五星红旗仅重11.3克。

      值得注意的是,并非所有的玄武岩都能制成纤维,须原石经过化验满足一定的化学成分和矿物组成要求。天全本土的玄武岩刚好符合要求,当地气候潮湿、温度适宜、拥有高性价比的电价,是玄武岩纤维企业落户的主要原因。

      目前,天全的玄武岩纤维主要运用在土建交通基础设施领域。加入玄武岩纤维的道路,不易开裂、耐磨、抗冲击,增加了安全性,延长了使用寿命。

      玄武岩纤维还可应用在航空航天、海洋海事、汽车制造等领域,如防渗透的地下车库、防腐蚀的化工管道、气候多变地区的隧道、水上大桥、水利工程、光伏发电项目等都可运用玄武岩纤维。此外,玄武岩纤维还可制作高端行李箱、钱包等。

      “输配水用承压管道及制备方法”“一种玄武岩纤维锂电池隔板”……目前,四川尔润玄武岩纤维科技有限公司拥有20余项专利,与四川大学、西南科技大学等团队合作,不断突破行业技术难关。魏冬坦言,不断更新的技术,对玄武岩纤维行业非常重要。行业发展早期,其实存在玄武岩纤维“拉丝”不稳定、产量低等问题,通过引进浙江的先进技术,目前该公司有20条生产线,年产量稳定在3000余吨。但从整个行业来看,玄武岩纤维仍存在材质切割、价格上的短板,这是未来玄武岩纤维材料是否能打开更多领域的关键。

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