CN1876587A - 玄武岩纤维材料 - Google Patents
玄武岩纤维材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1876587A CN1876587A CNA2006100879033A CN200610087903A CN1876587A CN 1876587 A CN1876587 A CN 1876587A CN A2006100879033 A CNA2006100879033 A CN A2006100879033A CN 200610087903 A CN200610087903 A CN 200610087903A CN 1876587 A CN1876587 A CN 1876587A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- basalt
- hours
- added
- rock
- fiber material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B13/00—Rolling molten glass, i.e. where the molten glass is shaped by rolling
- C03B13/06—Rolling corrugated sheets, e.g. with undulating waving form
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/06—Mineral fibres, e.g. slag wool, mineral wool, rock wool
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B13/00—Rolling molten glass, i.e. where the molten glass is shaped by rolling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Abstract
本发明涉及玄武岩纤维材料。利用玄武岩矿石形成和保持网络形成体和玻璃改性体,并阻止结晶作用和玄武岩纤维的粘合。玄武岩纤维的耐热性能从常规的750℃到850或900℃而显著地改善,并实现了相比常规产品降低相当大的成本。玄武岩纤维材料将玄武岩岩石作为原料,将一种或多种选自Al2O3,SiO2,CaO和MgO的氧化物加到上述原料中,并提供具有两种含不同量元素的玄武岩岩石作为原料的玄武岩纤维材料。
Description
技术领域
本发明涉及具有优越的吸声和耐热性能的玄武岩纤维。更具体地说,本发明涉及具有优越的吸声和耐热性能的价格便宜的耐热玄武岩纤维,所述耐热玄武岩纤维可适用于汽车消声器等。
背景技术
汽车消声器是用于吸收排气噪声的部件。它们目前应用玻璃纤维作为吸声材料。由于近来趋向于为在汽车发动机中节约越来越多的能量和日益严格的废气排放法规而采取措施的结果,发动机温度变得更高。这导致在消声器处排气温度为800℃或更高。因此,迫切需要提供在消声器中具有更高耐热性能(适应850-900℃的温度)的吸声材料。
在制造耐热玻璃纤维的例子中,将E玻璃纤维用酸处理。具体地说,将具有组成为50-63wt.%(重量百分数)的SiO2,12-16wt.%的Al2O3,8-13wt.%的B2O3,15-20wt.%的CaO+MgO和微量Na2O+K2O的普通E玻璃纤维经受用比如9-12wt.%盐酸浓度在40-70℃下浸渍处理大约30分钟到几小时。这导致在表面层部分中形成具有SiO2含量按重量计达80%或更高的石英玻璃,因此使纤维具有耐热性能。
这种经过酸处理的E玻璃纤维的有利之处在于,由于在它的纺丝温度和液相温度之间有很大差异,所以它可以方便而便宜地长丝并捻(纺丝)。然而,作为用于其排气温度可能达到700℃或更高的吸声器的吸声材料,上述纤维的耐热性能不足和不适用。尽管S玻璃纤维具有高耐热性能并可用作吸声材料,但S玻璃纤维的价格很贵。
日本专利公报(公开)No.2001-206733A公开了一种耐热玻璃纤维,所述耐热玻璃纤维适合于用在汽车消声器中作为吸声材料,在上述汽车消声器处排气温度达到800℃或更高。玻璃纤维具有一种玻璃组成,所述玻璃组成用于整个纤维和基本上按重量百分数计,含有56%-58.5%的SiO2,12-17%的Al2O3,16-27%的CaO,1-9%的MgO,0-1%的Na2O和0-1%的K2O,并且既不合B2O3也不合F2,此处表面层部分由含90wt.%或更高的SiO2的石英玻璃形成。上述专利文献还公开了通过使上述组成的玻璃纤维的表面经受用无机酸进行酸处理而得到的耐热玻璃纤维。
其间,用天然产的玄武岩矿石制成的玄武岩长丝(filament)与普通的玻璃长丝相比价格很便宜。然而,当玄武岩长丝在大约750℃-900℃的高温下使用时,结晶相从玻璃成分扩展,导致挠性消失,在结晶层和玻璃层之间的界面处剥离,及其它问题。
具体地说,这些问题是:
(1)主要是由SiO2,Al2O3和CaO组成的市售玻璃纤维当暴露于排气系统的高温(大约800℃)气体中时,使吸声性能和耐用性能受到损害的问题。
(2)主要是由SiO2,Al2O3和MgO组成的市售玻璃纤维当暴露于排气系统的高温(大约830℃)气体中时,使吸声性能和耐用性能受到损害的问题。
(3)市售玻璃长丝价格贵。
(4)考虑应用天然产材料的玄武岩纤维解决上述问题(1)-(3)。典型的例子是两种玄武岩纤维,所述两种玄武岩纤维组成稳定并可大量利用,亦即一种具有较大量SiO2的矿石(A,供高温应用)和一种具有较小量SiO2的矿石(B,供中温应用),它们二者都具有大致相同的Al2O3量。尽管用矿石A作为原料的玄武岩纤维可以长丝并捻成纤维,但最终获得的玄武岩纤维在超过750℃的温度范围下具有耐热性问题。另一方面,矿石B用于大量生产纤维伴随着较高的能量成本。
(5)因此,还没有能满足耐热性,低成本和高使用寿命要求的吸声玻璃纤维或隔热部件材料可用于汽车应用。
日本专利公报(公开)No.2001-315588A公开了一种发明,所述发明将玄武岩纤维加到树脂中用于汽车内部材料。
发明内容
通过发明人进行的研究显示,由使用天然产玄武岩矿石制成的玄武岩长丝所产生的上述问题是由于下列原因引起。
(1)完美的玻璃相的部分结晶作用扩展,而Ca-Si-O低熔点晶体相的扩展引起纤维相互粘合,导致固化作用和失去挠性,使表观纤维直径增加超过单根纤维的直径几倍。
(2)完美的玻璃相完全转变成结晶相,导致失去挠性。
(3)市售玻璃纤维是通过将包括玻璃网络形成体和网络改性体的氧化物材料混合到预定的组成并在高温下熔化上述混合物而制造,由于高的材料成本,需要粉末混合法,和高材料熔化温度而导致高制造成本。
(4)玄武岩纤维用天然材料制造,因此它的制造成本比市售玻璃纤维的制造成本低。用于中温的矿石B具有较少的SiO2,并且它在高温熔融的材料中的粘度低,因而能制造具有纤维直径为等于或小于20μm的长丝。然而,玻璃相在750℃或更高的温度下结晶,这样使材料耐热性能低劣。另一方面,用于高温的矿石A尽管结晶作用在大约850℃下扩展,但在高温下可以保持它的玻璃相,并且它具有高耐热性能。然而,它在高温下具有高粘度,这样为了大量生产必需增加熔化温度,导致能量成本增加。
因此,本发明的目的是利用玄武岩矿石形成和保持网络形成体和玻璃改性体,防止结晶作用和玄武岩纤维的粘合,显著地增加玄武岩纤维的耐热性能而从常规750℃到850或900℃,并达到相对常规产品大大降低成本。
发明人意识到,通过相对于玄武岩矿石选定用于网络成形物和玻璃改性体的氧化物及优化它们的加入量,可以阻止结晶作用和玄武岩纤维的粘合,并可以达到大大改善耐热性能。因此,达到本发明的目的。
在一方面,本发明提供一种玄武岩纤维材料,其使用玄武岩石作为原料,将一种或多种选自Al2O3,SiO2,CaO和MgO的氧化物加到上述原料中。
在本发明的玄武岩纤维材料中,加入的最佳氧化物量如下:
(1)加入的氧化物包括一种成分,所述一种成分通过外部加入的加入量相对于100wt.%的玄武岩岩石为1.0-40wt.%,优选的是10-30wt.%。
(2)加入的氧化物包括两种成分,所述两种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%的玄武岩岩石为1.0-70wt.%,优选的是10-60wt.%。
(3)加入的氧化物包括三种或多种成分,所述三种或多种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%的玄武岩岩石为1.0-60wt.%,而优选的是10-50wt.%。
在第二方面,本发明还提供一种玄武岩纤维材料,所述玄武岩纤维材料使用两种含不同量元素的玄武岩岩石作为原料。在本发明中,两种含不同量元素的玄武岩岩石涉及一种高温玄武岩矿石(以后称之为“用于高温的矿石”)和一种中温玄武岩矿石(以后称之为“用于中温的矿石”),上述高温玄武岩矿石具有Si元素含量为约28.7wt.%和SiO2含量为约61.5wt.%,而上述中温玄武岩矿石具有Si元素含量为约26.0wt.%和Al2O3含量为约16.5wt.%。
在第三方面,本发明还提供一种玄武岩纤维材料,其使用两种含有不同元素量的玄武岩岩石作为原料,将一种或多种选自Al2O3,SiO2,CaO和MgO的氧化物加到上述原料中。
像在第一发明的玄武岩纤维材料中那样,加入的最佳氧化物量如下:
(1)加入的氧化物包括一种成分,所述一种成分通过外部加入的加入量相对于100wt.%的玄武岩岩石为1.0-40wt.%,而优选的是10-30wt.%。
(2)加入的氧化物包括两种部分,所述两种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%的玄武岩岩石为1.0-70wt.%,而优选的是10-60wt.%。
(3)加入的氧化物包括三种或多种部分,所述三种或多种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%的玄武岩岩石为1.0-60wt.%,而优选的是10-50wt.%。
在第四方面,本发明提供一种耐热吸声的材料,所述耐热吸声的材料包括上述玄武岩纤维材料。
在第五方面,本发明提供一种消声器,所述消声器包括上述玄武岩纤维材料作为耐热吸声的材料。
另外,按照本发明,通过合适地选定用于网络形成体和玻璃改性体的氧化物并优化相对于玄武岩矿石加入的氧化物量,及使用两种含不同量元素的玄武岩矿石作为原料,亦即,一种含基本上相同量的Al2O3和较大量SiO2的高温矿石(A)和一种含较小量SiO2的中温矿石(B),可以阻止结晶作用和玄武岩纤维的粘合,并可以大大改善耐热性能。
具体实施方式
作为原料用于按照本发明所述玄武岩纤维的玄武岩岩石(玄武岩矿石)是一种火成岩。构成的矿物的主要例子包括:(1)斜长石:Na(AlSi3O8)-Ca(Al2SiO8);(2)辉石:(Ca,Mg,Fe2+,Fe3+,Al,Ti)2[(Si,Al)2O6];和(3)橄榄石:(Fe,Mg)2SiO4。乌克兰的产品是质优而价廉。
表1和表2示出通过对高温玄武岩矿石(供高温应用),中温玄武岩矿石(供中温应用),及由85%高温矿石和15%中温矿石组成的玻璃进行ICP(感应耦合等离子体)分析(用岛津公司生产的ICPV-8100型感应耦合等离子体光谱仪)所测定的元素比(重量百分数,wt.%)和等效氧化物组成比(wt.%)。
表1
矿石(用于高温)(wt.%) | 矿石(用于中温)(wt.%) | 矿石(用于高温)85wt.%矿石(用于中温)15wt.%(wt.%) | |
Si | 23.5~28.8 | 23.5~28.5 | 25.0~28.8 |
Al | 8.7~9.3 | 8.7~9.3 | 9.0~9.5 |
Fe | 6.0~6.6 | 6.0~7.1 | 5.7~6.7 |
Ca | 4.0~4.5 | 5.6~6.1 | 4.2~4.7 |
Na | 2.1~2.3 | 1.8~2.0 | 2.0~2.3 |
K | 1.4~1.8 | 1.2~1.5 | 1.4~1.9 |
Mg | 0.1~1.6 | 1.4~3.0 | 1.5~1.7 |
Ti | 0.4~0.6 | 0.5~0.7 | 0.4~0.6 |
Mn | 0.1~0.2 | 0.1~0.2 | 0.1~0.2 |
P | 0.05~0.10 | 0.05~0.09 | 0.07~0.10 |
B | 0.02~0.08 | 0.01~0.06 | 0.03~0.10 |
Ba | 0.03~0.05 | 0.03~0.05 | 0.09 |
Sr | 0.02~0.04 | 0.02~0.04 | 0.02~0.05 |
Zr | 0.01~0.04 | 0.01~0.04 | 0.01~0.03 |
Cr | 0.01~0.03 | 0.01~0.03 | 0.01~0.03 |
S | 0.01~0.03 | 0.01~0.03 | 0.01~0.03 |
表2
矿石(用于高温)(wt.%) | 矿石(用于中温)(wt.%) | 矿石(用于高温)85%矿石(用于中温)15%(wt.%) | |
SiO2 | 57.1~61.2 | 54.0~58.2 | 57.7~60.6 |
Al2O3 | 16.1~19.2 | 14.9~18.1 | 16.5~18.9 |
FeO+Fe2O3 | 8.0~9.7 | 8.1~9.6 | 7.7~9.6 |
CaO | 5.5~6.8 | 7.5~8.8 | 5.8~7.0 |
Na2O | 2.8~3.3 | 2.2~2.9 | 2.6~3.2 |
K2O | 1.8~2.1 | 1.4~1.8 | 1.8~2.2 |
MgO | 0.20~2.5 | 1.4~4.8 | 0.2~2.8 |
TiO2 | 0.7~1.0 | 0.8~1.1 | 0.1~0.3 |
MnO | 0.1~0.3 | 0.1~0.3 | 0.1~0.3 |
P2O5 | 0.1~0.3 | 0.1~0.3 | 0.1~0.3 |
B2O3 | 0.1~0.3 | 0.04~0.20 | 0.04~0.30 |
BaO | 0.03~0.07 | 0.02~0.06 | 0.03~0.12 |
SrO | 0.02~0.06 | 0.02~0.07 | 0.01~0.06 |
ZrO2 | 0.02~0.05 | 0.02~0.05 | 0.01~0.30 |
Cr2O3 | 0.01~0.05 | 0.01~0.05 | 0.01~0.04 |
SO | 0.01~0.03 | 0.01~0.03 | 0.01~0.03 |
下面说明本发明的一些示例。
(例1)
将在研钵中磨碎的玄武岩矿石(用于中温的矿石)和各种类型氧化物用球磨机混合12小时,将混合物在衬有铂箔的氧化铝坩埚中于1430℃下加热4小时,然后缓慢地冷却,由此制备玻璃化的样品。
在样品于800℃,850℃和900℃下热处理50-200小时之后,用X射线粉末衍射法检验是否有结晶相和玻璃相。
表3-8示出检验结果,其中字母A-D代表下列特征:
A:单独玻璃相
B:较多玻璃相和较少结晶相
C:较少玻璃相和较多结晶相
D:单独结晶相
耐热性的优越性按A>B>C>D的顺序排列,并且A和B表明在耐热性方面的实用性。
表3
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+TiO2 | |||
2wt.% | 5wt.% | 10wt.% | ||
玻璃化 | A | B | B | C |
800℃×50小时 | C | C | C | C |
850℃×50小时 | C | C | C | C |
900℃×50小时 | C | C | C | C |
表4
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+Na2O | |||
2wt.% | 5wt.% | 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | A | A |
800℃×50小时 | C | C | C | C |
850℃×50小时 | C | C | C | C |
900℃×50小时 | C | C | C | C |
表5
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+SiO2 | |||
2wt.% | 5wt.% | 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | A | A |
800℃×200小时 | C | B | B | B |
850℃×200小时 | C | B | B | B |
900℃×200小时 | C | B | C | C |
表6
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+Al2O3 | |||
2wt.% | 5wt.% | 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | A | C |
800℃×200小时 | C | B | B | C |
850℃×200小时 | C | B | B | C |
900℃×200小时 | C | B | B | C |
表7
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+CaO | |||
2wt.% | 5wt.% | 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | A | A |
800℃×200小时 | C | B | B | C |
850℃×200小时 | C | D | D | D |
900℃×200小时 | C | D | D | D |
表8
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+MgO | |||
2wt.% | 5wt.% | 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | B | D |
800℃×50小时 | C | C | C | D |
850℃×50小时 | C | C | D | D |
900℃×50小时 | C | C | D | D |
从表3-8所列的结果发现下列情况:
(1)加TiO2不产生玻璃化,不能阻止在热处理之后的结晶作用。
(2)加Na2O(在实验中加Na2CO3)不能阻止在热处理之后的结晶作用。
(3)尽管加SiO2鉴别出结晶相,但如果加入的SiO2的量增加,可阻止结晶相的扩展。
(4)尽管通过增加Al2O3加入量可以增加阻止结晶作用,但如果加入量过多则玻璃化变得困难。
(5)尽管在800℃下热处理的情况下加入CaO可以阻止结晶作用,但在850℃或更高温度下,结晶作用迅速扩展。
(6)加入MgO不能阻止结晶作用,并且如果加入MgO量过多玻璃化也变得困难。
(例2)
将已用破碎机破碎的玄武岩岩石(用于中温的矿石)与各种类型氧化物在玛瑙研钵中混合。混合物在衬有铂箔的氧化铝坩埚中于1430℃下加热4小时,然后缓慢地冷却,由此制备玻璃化的样品。
在样品于800℃,850℃和900℃下热处理50-200小时之后,通过X射线粉末衍射法检验是否有结晶相和玻璃相。
表9-11示出检验的结果,其中字母A-D代表如上所述相同的特征。A和B表示优越的耐热性能,因此它们具有实用性。
表9
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+SiO220wt.%+ | ||
CaO 10wt.% | MgO 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | A |
800℃×200小时 | C | A | B |
850℃×200小时 | C | C | C |
900℃×200小时 | C | C | C |
表10
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+Al2O320wt.%+ | ||
CaO 10wt.% | MgO 10wt.% | ||
玻璃化 | A | D | C |
800℃×200小时 | C | D | C |
850℃×200小时 | C | D | D |
900℃×200小时 | C | D | D |
表11
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石+SiO2 10wt.%+Al2O320wt.% | 玄武岩岩石+SiO2 20wt.%+Al2O320wt.% | 玄武岩岩石+SiO2 15wt.%+Al2O325wt.% | 玄武岩岩石+SiO2 13wt.%+Al2O327wt.% | |
玻璃化 | A | A | A | B | B |
800℃×200小时 | C | B | A | B | B |
850℃×200小时 | C | B | B | C | C |
900℃×200小时 | C | C | B | C | D |
从表9-11所列的结果可以发现下述情况:
(1)加入SiO2/Al2O3氧化物在800℃下热处理200小时的情况下完全阻止结晶作用。在850℃下热处理200小时和在900℃下热处理200小时的情况下,它还能保持大量的玻璃相,并因此阻止结晶相的扩展。
(2)加入SiO2/CaO氧化物在800℃下热处理200小时的情况下完全阻止结晶作用。然而,在850℃下热处理200小时和在900℃下热处理200小时的情况下,它不能阻止结晶作用。
(3)加入SiO2/MgO氧化物在800℃下热处理200小时的情况下趋向于阻止结晶作用。然而,在850℃下热处理200小时和在900℃下热处理200小时的情况下,它不能阻止结晶作用。
(4)加入Al2O3/MgO氧化物不产生玻璃化且不能阻止结晶作用。
(5)加入Al2O3/CaO氧化物不产生玻璃化且不能阻止结晶作用。
结果表明,显示阻止结晶作用,亦即玄武岩岩石在经受热处理之后改善耐热性能的效果的二元氧化物可以排序如下:
SiO2:20wt.%/Al2O3:20wt.%>SiO2/CaO>SiO2/MgO>Al2O3:20wt.%/MgO>Al2O3:20wt.%/CaO。尤其是,很显然,加入20wt.%的SiO2和20wt.%的Al2O3显著地改善了玄武岩纤维的耐热性能从目前的大约750℃到850℃或900℃。
(例3)
将已用破碎机破碎的玄武岩岩石(用于中温的矿石)和三种类型氧化物SiO2,Al2O3和MgO在玛瑙研钵中混合。将混合物在衬有铂箔的氧化铝坩埚中于1430℃下加热4小时,然后缓慢地冷却,由此制备玻璃化的样品。
在样品于800℃,850℃和900℃下热处理50-200小时之后,用X射线粉末衍射法检验是否有结晶相和玻璃相。
表12示出检验的结果,其中字母A-D代表如上所述相同的特性。A和B表示优越的耐热性能,因此它们具有实用性。
表12
单独玄武岩岩石 | 玄武岩岩石 | 玄武岩岩石 | 玄武岩岩石 | |
SiO210wt.% | SiO220wt.% | SiO230wt.% | ||
Al2O320wt.% | Al2O320wt.% | Al2O320wt.% | ||
MgO 10wt.% | MgO 10wt.% | MgO 10wt.% | ||
玻璃化 | A | A | A | A |
800℃×200小时 | C | B | A | A |
850℃×200小时 | C | D | D | D |
900℃×200小时 | C | D | D | D |
表12表明,在加入三种类型氧化物SiO2,Al2O3,MgO的所有组成中,在800℃下热处理的情况下,观察到了阻止结晶作用的效果。然而,在850℃或更高温度下热处理的情况下,未观察到阻止效果。
(例4)
将已在研钵中磨碎的玄武岩岩石(用于中温的矿石)和玄武岩岩石(用于高温的矿石)用球磨机混合12小时。将混合物在衬有铂箔的氧化铝坩埚中于1430℃下加热4小时,然后缓慢地冷却,由此制备玻璃化的样品。
样品在800℃,850℃和900℃下热处理50-200小时之后,通过X射线粉末衍射法检验是否有结晶相和玻璃相。
表13示出检验结果,其中字母A-D代表如上所述相同的特征。A和B表示优越的耐热性能,因此具有实用性。
表13
玄武岩岩石(用于中温)30wt.%+玄武岩岩石(用于高温)70wt.% | 玄武岩岩石(用于中温)20wt.%+玄武岩岩石(用于高温)80wt.% | 玄武岩岩石(用于中温)10wt.%+玄武岩岩石(用于高温)90wt.% | |
800℃×200小时 | B | B | B |
850℃×200小时 | B | B | B |
900℃×200小时 | B | B | B |
从表13所示的结果,可以发现,通过用两种含不同量元素的玄武岩岩石作为原料,亦即具有约61.5wt.%的SiO2的高温玄武岩矿石(用于高温)和具有约16.5wt.%的Al2O3的中温玄武岩矿石(用于中温),在于800℃下热处理200小时,850℃下热处理200小时,和900℃下热处理200小时的情况下,保持了大量的玻璃相,并可以阻止结晶相扩展。
(例5)
将已用破碎机破碎的玄武岩岩石(用于高温的矿石)和Al2O3氧化物在玛瑙研钵中混合。将混合物在衬有铂箔的氧化铝坩埚中于1430℃下加热4小时,然后缓慢地冷却,由此制备玻璃化的样品。
在样品于800℃,850℃和900℃下热处理50-200小时后,用X射线粉末衍射法检验是否有结晶相和玻璃相。
表14示出了检验的结果,其中字母A-D代表如上所述相同的特点。A和B表示优越的耐热性能,并且它们具有实用性。
表14
玄武岩岩石 | 矿石(用于高温)100wt.% | |||||||
Al2O3(wt.%) | 0 | 7.5 | 10.0 | 12.5 | 15.0 | 17.5 | 20 | 30 |
800℃×200小时 | B | B | B | B | B | B | B | C |
850℃×200小时 | B | B | B | B | B | B | B | C |
900℃×200小时 | B | B | B | B | B | B | B | C |
从表14中所示的结果,可以发现,即使在玄武岩岩石(用于高温)中,也存在一定量的待加入的氧化物,使得在于800℃下热处理200小时,850℃下处理200小时,和900℃下热处理200小时的情况下,保持了大量的玻璃相,并可以阻止结晶相扩展。
按照本发明,可以阻止结晶作用和玄武岩纤维的粘结,并且耐热性能可以显著地改善。结果,本发明可以用低成本提供一种适合于消声器等的耐热的吸声材料。
Claims (11)
1、一种玄武岩纤维材料,包括玄武岩岩石作为原料,一种或多种从Al2O3,SiO2,CaO和MgO中选定的氧化物加到上述原料中。
2、按照权利要求1所述的玄武岩纤维材料,其中,加入的氧化物包括一种成分,所述一种成分通过外部加入的加入量相对于100wt.%玄武岩岩石为1-40wt.%。
3、按照权利要求1所述的玄武岩纤维材料,其中,加入的氧化物包括两种成分,所述两种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%玄武岩岩石为1-70wt.%。
4、按照权利要求1所述的玄武岩纤维材料,其中,加入的氧化物包括三种或多种成分,所述三种或多种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%玄武岩岩石为1-60wt.%。
5、一种玄武岩纤维材料,包括两种含不同量元素的玄武岩岩石作为原料。
6、一种玄武岩纤维材料,包括两种含不同量元素的玄武岩岩石作为原料,一种或多种从Al2O3,SiO2,CaO和MgO中选定的氧化物加到上述原料中。
7、按照权利要求6所述的玄武岩纤维材料,其中,加入的氧化物包括一种成分,所述一种成分通过外部加入的加入量相对于100wt.%玄武岩岩石为1-40wt.%。
8、按照权利要求6所述的玄武岩纤维材料,其中,加入的氧化物包括两种成分,所述两种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%玄武岩岩石为1-70wt.%。
9、按照权利要求6所述的玄武岩纤维材料,其中,加入的氧化物包括三种或多种成分,所述三种或多种成分通过外部加入的加入总量相对于100wt.%玄武岩岩石为1-60wt.%。
10、一种耐热吸声的材料,包括按照权利要求1-9中任一项所述的玄武岩纤维材料。
11、一种消声器,包括按照权利要求1-9中任一项所述的玄武岩纤维材料作为耐热吸声的材料。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005165959A JP5024847B2 (ja) | 2005-06-06 | 2005-06-06 | バサルト繊維材料 |
JP165959/2005 | 2005-06-06 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010203983A Division CN101851062A (zh) | 2005-06-06 | 2006-06-06 | 玄武岩纤维材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1876587A true CN1876587A (zh) | 2006-12-13 |
CN1876587B CN1876587B (zh) | 2012-07-18 |
Family
ID=36929023
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010203983A Pending CN101851062A (zh) | 2005-06-06 | 2006-06-06 | 玄武岩纤维材料 |
CN2006100879033A Expired - Fee Related CN1876587B (zh) | 2005-06-06 | 2006-06-06 | 玄武岩纤维材料 |
Family Applications Before (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201010203983A Pending CN101851062A (zh) | 2005-06-06 | 2006-06-06 | 玄武岩纤维材料 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7767603B2 (zh) |
EP (1) | EP1731490B1 (zh) |
JP (1) | JP5024847B2 (zh) |
KR (1) | KR100860582B1 (zh) |
CN (2) | CN101851062A (zh) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101811826A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-08-25 | 山西巴塞奥特科技有限公司 | 一种用于生产玄武岩纤维的原料配合组分及其制备方法 |
CN102007086A (zh) * | 2008-04-17 | 2011-04-06 | 美商绩优图科技股份有限公司 | 包括经修饰的铝硅酸盐纤维的低热膨胀系数材料及其制造方法 |
CN103951268A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-30 | 东南大学 | 一种耐高温玄武岩纤维组合物 |
CN106633651A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 安徽梦谷纤维材料科技有限公司 | 一种含有玄武岩纤维的复合隔热板 |
CN106700421A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 安徽梦谷纤维材料科技有限公司 | 一种用于乒乓球底板制作的高品质复合板材 |
CN109023166A (zh) * | 2017-06-12 | 2018-12-18 | 南京天淦新材料科技有限公司 | 一种铝材增强用非晶高硅铝镁材料及制备方法及用途 |
CN109183195A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-11 | 深圳市正佳科建科技有限公司 | 硅铝铜镁增强纤维及制备方法与铝铜镁超塑合金基复合铝 |
CN109937290A (zh) * | 2016-10-07 | 2019-06-25 | Ocv智识资本有限责任公司 | 用于在填充操作期间约束纤维材料的方法和系统 |
CN114956542A (zh) * | 2022-01-23 | 2022-08-30 | 烟台华正科信新材科技有限公司 | 玄武岩鳞片 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4624190B2 (ja) * | 2005-06-20 | 2011-02-02 | トヨタ自動車株式会社 | バサルト繊維の製造方法 |
JP5010138B2 (ja) | 2005-11-24 | 2012-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | サブマフラー |
AU2006344070B2 (en) * | 2006-05-19 | 2012-04-19 | Viktor F. Kibol | Composition and method for producing continuous basalt fibre |
US7524272B2 (en) * | 2006-06-12 | 2009-04-28 | Johnson Health Tech Co., Ltd. | Exercise machine with semi-dependent retraction system |
DE102008014044B4 (de) * | 2008-03-13 | 2013-04-04 | Grenzebach Bsh Gmbh | Verfahren zur Herstellung von silikatischen Schmelzen |
JP5160340B2 (ja) * | 2008-08-18 | 2013-03-13 | 佐藤工業株式会社 | 水浄化システム及び水浄化方法 |
US20110070420A1 (en) * | 2009-09-18 | 2011-03-24 | Tintoria Piana Us, Inc. | Nonwoven fire barrier with enhanced char performance |
JP2011089420A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Nakagawa Sangyo Kk | 車両排気管用保温体およびその製造方法 |
US8932695B1 (en) | 2012-01-04 | 2015-01-13 | CleanNG, LLC | Basalt-based pressure vessel for gas storage and method for its production |
CN104261669B (zh) * | 2014-09-25 | 2017-04-19 | 北京大学 | 一种以工业固废为原料制备连续玄武岩纤维的方法 |
CN105819890B (zh) * | 2016-04-21 | 2018-10-09 | 哈尔滨时代创新科技发展有限公司 | 一种发泡玄武岩环保隔音材料及制作方法 |
EP4219417A3 (en) * | 2016-06-16 | 2023-11-15 | Biland, Oleksandr | Apparatus and process for producing fiber from igneous rock |
CN110078378B (zh) * | 2019-04-24 | 2021-09-24 | 武汉科技大学 | 一种玄武岩纤维及其制备方法 |
CN112341002A (zh) * | 2020-11-12 | 2021-02-09 | 河北地质大学 | 硅酸盐连续纤维制备方法、硅酸盐连续纤维和硅酸盐原料 |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1496662A1 (de) * | 1964-06-12 | 1969-07-03 | Sued Chemie Ag | Hochschmelzende Glasfaser |
US3557575A (en) * | 1969-02-04 | 1971-01-26 | Corning Glass Works | Process for forming a basaltic glass-ceramic product |
US4199336A (en) * | 1978-09-25 | 1980-04-22 | Corning Glass Works | Method for making basalt glass ceramic fibers |
JPS605539B2 (ja) * | 1980-03-17 | 1985-02-12 | 日東紡績株式会社 | 耐アルカリ性、耐熱性無機質繊維 |
FR2509716A1 (fr) * | 1981-07-20 | 1983-01-21 | Saint Gobain Isover | Composition de verre convenant a la fabrication de fibres |
US4560606A (en) * | 1981-11-16 | 1985-12-24 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Basalt compositions and their fibers |
DE3247532A1 (de) * | 1982-12-22 | 1984-06-28 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum herstellen von fuer grossflaechige siliziumkoerper verwendbaren substraten aus mit kohlenstoff beschichteten siliziumdioxid-gewebe |
US4764487A (en) | 1985-08-05 | 1988-08-16 | Glass Incorporated International | High iron glass composition |
CN1044447A (zh) * | 1988-12-19 | 1990-08-08 | 郭珍儒 | 纯岩棉组合物及其纤维 |
RU2018491C1 (ru) | 1992-03-12 | 1994-08-30 | Виктор Федорович КИБОЛ | Способ получения базальтового волокна |
RU2039019C1 (ru) | 1992-04-29 | 1995-07-09 | Научно-исследовательская лаборатория базальтовых волокон Института проблем материаловедения АН Украины | Стекло для стекловолокна |
JP3155638B2 (ja) | 1992-12-15 | 2001-04-16 | 株式会社三創 | フライアッシュファイバー |
US5962354A (en) * | 1996-01-16 | 1999-10-05 | Fyles; Kenneth M. | Compositions for high temperature fiberisation |
US6077798A (en) | 1996-08-02 | 2000-06-20 | Owens Corning Fiberglas Technology, Inc. | Biosoluble, high temperature mineral wools |
RU2118300C1 (ru) | 1996-11-19 | 1998-08-27 | Людмила Григорьевна Асланова | Способ получения базальтового волокна и устройство для его осуществления |
JP3584966B2 (ja) * | 2000-01-21 | 2004-11-04 | 日東紡績株式会社 | 耐熱性ガラス繊維及びその製造方法 |
FR2806402B1 (fr) | 2000-03-17 | 2002-10-25 | Saint Gobain Isover | Composition de laine minerale |
RU2225374C2 (ru) | 2001-02-13 | 2004-03-10 | ООО Научно-производственное предприятие "Инжмет" | Способ изготовления минеральных волокон из базальтовых горных пород |
WO2005009911A2 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-03 | Mdi Technologies, S.R.O. | Apparatus and process for production of mineral or glass fibres. |
CN1609024A (zh) * | 2003-09-02 | 2005-04-27 | 深圳国际技术创新研究院 | 玄武岩短纤维制造方法与设备 |
CN1294097C (zh) * | 2005-01-15 | 2007-01-10 | 宁波环宇耐火材料有限公司 | 船用a-60级岩棉 |
-
2005
- 2005-06-06 JP JP2005165959A patent/JP5024847B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2006
- 2006-06-05 US US11/446,136 patent/US7767603B2/en active Active
- 2006-06-05 KR KR1020060050355A patent/KR100860582B1/ko active IP Right Grant
- 2006-06-06 CN CN201010203983A patent/CN101851062A/zh active Pending
- 2006-06-06 EP EP06252930A patent/EP1731490B1/en not_active Ceased
- 2006-06-06 CN CN2006100879033A patent/CN1876587B/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102007086A (zh) * | 2008-04-17 | 2011-04-06 | 美商绩优图科技股份有限公司 | 包括经修饰的铝硅酸盐纤维的低热膨胀系数材料及其制造方法 |
CN101811826A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-08-25 | 山西巴塞奥特科技有限公司 | 一种用于生产玄武岩纤维的原料配合组分及其制备方法 |
CN103951268A (zh) * | 2014-04-08 | 2014-07-30 | 东南大学 | 一种耐高温玄武岩纤维组合物 |
CN103951268B (zh) * | 2014-04-08 | 2016-01-06 | 东南大学 | 一种耐高温玄武岩纤维组合物 |
CN109937290A (zh) * | 2016-10-07 | 2019-06-25 | Ocv智识资本有限责任公司 | 用于在填充操作期间约束纤维材料的方法和系统 |
CN109937290B (zh) * | 2016-10-07 | 2021-04-20 | Ocv智识资本有限责任公司 | 用于在填充操作期间约束纤维材料的方法和系统 |
CN106633651A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-10 | 安徽梦谷纤维材料科技有限公司 | 一种含有玄武岩纤维的复合隔热板 |
CN106700421A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-05-24 | 安徽梦谷纤维材料科技有限公司 | 一种用于乒乓球底板制作的高品质复合板材 |
CN109023166A (zh) * | 2017-06-12 | 2018-12-18 | 南京天淦新材料科技有限公司 | 一种铝材增强用非晶高硅铝镁材料及制备方法及用途 |
CN109183195A (zh) * | 2018-08-23 | 2019-01-11 | 深圳市正佳科建科技有限公司 | 硅铝铜镁增强纤维及制备方法与铝铜镁超塑合金基复合铝 |
CN114956542A (zh) * | 2022-01-23 | 2022-08-30 | 烟台华正科信新材科技有限公司 | 玄武岩鳞片 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20060287186A1 (en) | 2006-12-21 |
KR100860582B1 (ko) | 2008-09-26 |
CN1876587B (zh) | 2012-07-18 |
JP5024847B2 (ja) | 2012-09-12 |
EP1731490A1 (en) | 2006-12-13 |
KR20060127788A (ko) | 2006-12-13 |
CN101851062A (zh) | 2010-10-06 |
EP1731490B1 (en) | 2012-08-15 |
JP2006335629A (ja) | 2006-12-14 |
US7767603B2 (en) | 2010-08-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1876587A (zh) | 玄武岩纤维材料 | |
CN1884164B (zh) | 用于制造玄武岩纤维的方法 | |
CN1041512C (zh) | 玻璃纤维组合物 | |
CN1040528C (zh) | 用于高温纤维化的组合物 | |
CN1207233C (zh) | 可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维针刺毯及其制法 | |
CN1863744A (zh) | 矿物棉组合物 | |
CN1639267A (zh) | 耐高温玻璃质无机纤维 | |
CN1392870A (zh) | 形成玻璃纤维的组合物 | |
JP5356683B2 (ja) | 有機及び/又は無機材料の強化が可能なガラスストランド | |
CN1623946A (zh) | 玻璃板 | |
CN102317225A (zh) | 高性能玻璃纤维用组合物及由其形成的纤维 | |
CN104496189B (zh) | 一种以粉煤灰和淡化河沙为原料的无硼高性能玻璃纤维及其制备方法 | |
CN1872783A (zh) | 一种煤矸石陶粒的制备方法 | |
CN101313130B (zh) | 次消声器 | |
JP5086066B2 (ja) | 有機及び/又は無機材料を強化することができるガラスストランド | |
CN102849954B (zh) | 主晶相为Y2Si2O7的Y-Al-Si-O-N-F氧氮微晶玻璃及制备方法 | |
JP5519548B2 (ja) | バサルト繊維材料 | |
CN1789463A (zh) | 改善TiA1金属间化合物基复合材料性能的方法 | |
CN1207232C (zh) | 可溶于人体体液的无机硅酸盐纤维及其制造方法 | |
CN1262505C (zh) | 光致变色玻璃及其生产方法 | |
CN1591054A (zh) | 锐截止滤光片用玻璃及锐截止滤光片 | |
CN1259268C (zh) | 低紫外吸收无孔高硅氧玻璃的制备方法 | |
CN202579740U (zh) | 多道筋式刹车盘 | |
CN1244934C (zh) | 加热丝用绝缘材料及其制备方法和其应用 | |
CN106220196A (zh) | 一种陶瓷纤维隔热材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120718 |