玄武巖纖維是一種以玄武巖礦石為原料,通過(guò)熔融拉絲而制成的纖維狀材料。該纖維具有優(yōu)異的絕緣、耐腐蝕、阻燃等性能,且生產(chǎn)過(guò)程環(huán)境友好,因此被稱(chēng)為“21世紀(jì)的綠色材料”。目前只有俄羅斯、烏克蘭、中國(guó)、歐盟等少數(shù)國(guó)家可以生產(chǎn)連續(xù)玄武巖纖維。國(guó)內(nèi)各廠家產(chǎn)品在玄武巖礦石、拉絲工藝以及浸潤(rùn)劑等方面均有不同,造成國(guó)產(chǎn)玄武巖纖維性能變化差異較大,難以確定影響纖維力學(xué)性能的關(guān)鍵因素;此外,由于商業(yè)原因,各廠家在纖維材料的組成、性能等參數(shù)上難以形成數(shù)據(jù)共享。
近期,中科院新疆理化所環(huán)境科學(xué)與技術(shù)研究室馬鵬程研究員領(lǐng)銜的復(fù)合材料團(tuán)隊(duì)與貴州中科玄武巖纖維材料創(chuàng)新孵化研究院有限公司合作,率先建成國(guó)內(nèi)玄武巖纖維材料大數(shù)據(jù)體系:通過(guò)分析國(guó)內(nèi)10余個(gè)廠家23種玄武巖纖維材料在成分、直徑、線密度等參數(shù)的差異,明確了決定玄武巖纖維力學(xué)性能的關(guān)鍵因素;分析了不同浸潤(rùn)劑對(duì)纖維力學(xué)性能的影響,建立起浸潤(rùn)劑組成、含量以及表面性質(zhì)對(duì)纖維整體性能影響的評(píng)價(jià)體系和過(guò)程。科研人員將上述結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)融合,建立基于國(guó)內(nèi)地理、地質(zhì)等因素考慮的玄武巖纖維材料大數(shù)據(jù)庫(kù)(如圖)。數(shù)據(jù)庫(kù)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)輸入/輸出模塊,使得不同廠家的玄武巖纖維材料數(shù)據(jù)方便快捷地導(dǎo)入,并提供可視化工具實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的直觀明了呈現(xiàn)。數(shù)據(jù)庫(kù)還具有分析和比較功能,可根據(jù)需求者對(duì)纖維某一特定性能的要求,將多個(gè)纖維的該參數(shù)逐一呈現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)比較和性能評(píng)價(jià)。該數(shù)據(jù)庫(kù)的建立為玄武巖纖維材料的選礦、廠址建設(shè)及行業(yè)空間布局和發(fā)展提供參考依據(jù),也為用戶選用合適的玄武巖纖維產(chǎn)品提供有力的指導(dǎo),從而為玄武巖纖維材料在不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供技術(shù)支持。此外,數(shù)據(jù)庫(kù)成果也可用來(lái)指導(dǎo)纖維拉絲過(guò)程,為開(kāi)發(fā)高性能玄武巖纖維材料提供技術(shù)可行性。
圖1. 中國(guó)玄武巖纖維材料分布圖
相關(guān)科研成果已經(jīng)獲得國(guó)家計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)登記證書(shū),部分?jǐn)?shù)據(jù)已經(jīng)公開(kāi)。團(tuán)隊(duì)帶頭人馬鵬程研究員應(yīng)邀于2018年10月17-20日赴俄羅斯莫斯科開(kāi)展學(xué)術(shù)交流并訪問(wèn)俄羅斯玄武巖項(xiàng)目集團(tuán)(Basalt Project Group)。訪問(wèn)期間向10余位從事玄武巖纖維研究領(lǐng)域的歐盟專(zhuān)家介紹了中科院新疆理化所在玄武巖纖維材料大數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、功能型玄武巖纖維浸潤(rùn)劑以及導(dǎo)電玄武巖纖維及其應(yīng)用方面的最新研究進(jìn)展,并探討了各方開(kāi)展科研合作的可行性。玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍人物、奧地利TGMS公司Alfred van der Meulen先生指出中科院新疆理化所在玄武巖纖維材料領(lǐng)域的研究獨(dú)具特色,具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值,是在諸多從事玄武巖纖維材料研究團(tuán)隊(duì)中冉冉升起的新星(A rising star among various research groups working on basalt fiber),并盛情邀請(qǐng)團(tuán)隊(duì)成員在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候訪問(wèn)奧地利,以推動(dòng)與奧地利大學(xué)和企業(yè)的科研人員開(kāi)展合作。
中國(guó)玄武巖纖維大數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)址:http://222.82.250.216:8088/
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