第一篇：劉嘉麒院士--綠色新材料——玄武巖纖維具有廣闊前景

劉嘉麒院士--綠色新材料——玄武巖纖維具有廣闊前景

發(fā)布時間:2010-10-12 閱讀次數(shù):867 信息來源:科技導(dǎo)報

2009年5月13日中國科學(xué)院地質(zhì)物理研究所院士劉嘉麒在“科技導(dǎo)報”雜志卷首語欄目中發(fā)表了題為《綠色新材料——玄武巖纖維具有廣闊前景》文章。

文章內(nèi)容引用如下：

劉嘉麒，遼寧北鎮(zhèn)人，滿族，中國科學(xué)院院士，長期從事地質(zhì)、環(huán)境研究；現(xiàn)任中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所研究員，中國科學(xué)院咨詢與評議委員會委員、地學(xué)部常委，中國科普作家協(xié)會理事長，中國火山學(xué)專業(yè)委員會名譽主席，亞洲湖泊鉆探科學(xué)指導(dǎo)委員會副主席，國際第四紀研究聯(lián)合會地層與年代學(xué)專業(yè)委員會常委等職。

綠色高新材料——玄武巖纖維具有廣闊前景

A Kind of New High-tech Green Material: Basalt Fibre, Its Bright Prospect in Applications 點石成金曾是一種神話，一種比喻，如今這種夢想已經(jīng)成真，人們用普通的石頭——玄武巖，拉絲并制作出各種高級產(chǎn)品就是最典型的事例。方興未艾的玄武巖纖維工業(yè)是用火山噴發(fā)形成的玄武巖為原料，將其破碎后在高溫下熔融，經(jīng)過一定的工藝制成連續(xù)纖維、粗纖維、細纖維、超細纖維、細微鱗片等材料，進而用其紡織、加工成各種成型產(chǎn)品，制作成超強塑材，從航天器的外殼到軍隊的彈藥箱，從防彈服、防火服到剎車片、釣魚竿??它被廣泛應(yīng)用于航天、航空、軍工、消防、汽車、船舶、建筑、環(huán)保、體育等領(lǐng)域，具有廣闊的應(yīng)用前景。

玄武巖是一種無機硅酸鹽，它在火山和熔爐里經(jīng)過千錘百煉，從堅硬的巖石變成柔軟的纖維、輕盈的鱗片、堅韌的板筋，其材料具有耐高溫（> 880 ℃）、耐低溫（<-200 ℃）、熱傳導(dǎo)系數(shù)低（隔熱）、隔音、阻燃、絕緣、吸濕性低、抗腐蝕、抗輻射、斷裂強度高、伸長率低、彈性模量高、重量輕等優(yōu)異性能和優(yōu)良的加工性能，完全屬于全新的材料；且在正常生產(chǎn)加工過程中不產(chǎn)生有毒物質(zhì)，無廢氣、廢水、廢渣排放，因而被稱為21世紀無污染的“綠色工業(yè)材料和新材料”。

與目前廣泛應(yīng)用于建筑、化工等行業(yè)的玻璃纖維相比，很顯然，玄武巖纖維及其復(fù)合材料具有力學(xué)強度高，物理和化學(xué)性能好，可以用來制作高端產(chǎn)品等優(yōu)勢；就是與價格昂貴的碳纖維相比，二者的綜合性能也不相上下，玄武巖纖維有些性能還好于碳纖維，而其成本按現(xiàn)在的市場價還不及碳纖維的十分之一。因此，玄武巖纖維是繼碳纖維、芳綸、聚乙烯纖維等之后的一種低成本、高性能、潔凈程度理想的新纖維。美國德州的玄武巖連續(xù)纖維工業(yè)聯(lián)盟指出：“玄武巖連續(xù)纖維是碳纖維的低價替代品，具有一系列優(yōu)異性能，尤為重要的是，由于它取自天然礦石而無任何添加劑，是迄今為止唯一無環(huán)境污染、不致癌的綠色健康玻璃質(zhì)纖維產(chǎn)品，具有廣闊的市場需求和應(yīng)用前景”。

從1840年英國威爾士人試制成功玄武巖巖棉，人們便開始了對玄武巖材料的探索，到20世紀60年代，全蘇玻璃鋼與玻璃纖維科研院烏克蘭分院根據(jù)前蘇聯(lián)國防部的指令，著手研制玄武巖連續(xù)纖維，并于1985 年實現(xiàn)了玄武巖連續(xù)纖維工業(yè)化生產(chǎn)。蘇聯(lián)解體后，設(shè)在基輔的研究和生產(chǎn)單位歸屬烏克蘭，這樣，當(dāng)今世界掌握玄武巖纖維生產(chǎn)技術(shù)的國家主要源于烏克蘭和俄羅斯。近幾年來，美國、日本、德國等一些科技發(fā)達國家都加強了對這一新型非金屬無機纖維的研究和開發(fā)，并取得了一些新成果，但能上規(guī)模生產(chǎn)的國家屈指可數(shù)，其產(chǎn)品遠遠滿足不了社會的需求。

中國從第8個五年計劃開始關(guān)注玄武巖連續(xù)纖維的研制工作，國家有關(guān)方面對玄武巖材料給予相當(dāng)?shù)闹匾?，特別是一些有遠見的企業(yè)家預(yù)感到這項事業(yè)的遠大前景，紛紛關(guān)心乃至投入力量開展這項工作，上海、成都、營口、牡丹江、北京、揚州和浙江等地已相繼建立了相關(guān)的研究機構(gòu)或生產(chǎn)廠家，有的已生產(chǎn)出初級產(chǎn)品，為在中國發(fā)展玄武巖材料工業(yè)奠定了一定基礎(chǔ)。不過，直到現(xiàn)在，真正能批量生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的廠家?guī)缀踹€沒有。存在的主要問題是，從事這項工作的人對玄武巖的性質(zhì)和制作玄武巖纖維的原理及主要工藝缺乏了解，許多廠家試圖采用玻璃纖維的制作技術(shù)來生產(chǎn)玄武巖連續(xù)纖維，這樣做，雖然簡捷，投產(chǎn)快，但質(zhì)量上不去，其產(chǎn)品也不是純粹意義的玄武巖纖維，起不到玄武巖纖維能起的作用，基本上是玻璃纖維的代用品。如果不改變這種理念，玄武巖材料工業(yè)是發(fā)展不好的。

中國需要認真引進吸收國外的先進技術(shù)，結(jié)合自己的實際經(jīng)驗，發(fā)展有中國特色的玄武巖材料工業(yè)；而且起點要高，思路要廣，真正從大局著想，為國家生產(chǎn)出短缺的、急需的戰(zhàn)略物資材料。政府有關(guān)部門要高度重視和加強領(lǐng)導(dǎo)玄武巖材料的研制與生產(chǎn)事宜，積極調(diào)動社會各界發(fā)展玄武巖材料工業(yè)的積極性，把無序狀態(tài)變成有序狀態(tài)，在推動玄武巖材料工業(yè)走向產(chǎn)業(yè)化的同時，加強玄武巖資源的調(diào)查，開展玄武巖纖維的實驗研究，改進和創(chuàng)新玄武巖纖維的生產(chǎn)工藝，建立玄武巖纖維的國家標準，開發(fā)玄武巖纖維的實用產(chǎn)品，研制玄武巖復(fù)合材料，讓玄武巖纖維及其復(fù)合材料在國家建設(shè)中發(fā)揮越來越大的功效。

材料是社會進步的重要標志，是科學(xué)與技術(shù)的綜合體現(xiàn)；科學(xué)技術(shù)要發(fā)展，社會文明要進步，都離不開物質(zhì)材料作基礎(chǔ)。中國有豐富的玄武巖資源，大部分省區(qū)都能找到適合拉絲的玄武巖，特別是東北和東南沿海地區(qū)分布更為廣泛，為發(fā)展玄武巖材料工業(yè)提供了有力的物質(zhì)基礎(chǔ)。把廣泛分布的玄武巖利用起來，會大大減少石油、煤炭及其他礦產(chǎn)資源的消耗，從長遠來看，這是一件非常有意義的事業(yè)。而且，中國有廣闊的市場，有廣泛的需求，因此，在中國發(fā)展玄武巖材料工業(yè)具有廣闊前景。我祝愿中國的玄武巖材料工業(yè)迅速地發(fā)展起來。LIU Jiaqi（中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029）