Basaltfaser vs. Fiberglas

Basaltfaser

Einführung Basaltfaser ist eine Endlosfaser, die aus natürlichem Basalt gewonnen wird. Basaltstein wird bei 1450 °C bis 1500 °C geschmolzen und dann durch eine Drahtziehplatte aus Platin-Rhodium-Legierung gezogen, um Endlosfasern zu erzeugen. Die reine natürliche Basaltfaser ist im Allgemeinen braun. Es handelt sich um eine umweltfreundliche, grüne Hochleistungsfaser, die aus Oxiden wie Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Kalziumoxid, Magnesiumoxid, Eisenoxid und Titandioxid besteht. Basaltfaser bietet eine hohe Festigkeit und eine Reihe hervorragender Eigenschaften wie elektrische Isolierung, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit. Darüber hinaus erzeugt der Produktionsprozess weniger Abfall, verursacht minimale Umweltverschmutzung und das Produkt kann ohne Schaden direkt in der Umwelt abgebaut werden.

Anwendungen Basalt-Endlosfasern werden in faserverstärkten Verbundwerkstoffen, Reibmaterialien, im Schiffsbau, in Wärmedämmstoffen, in der Automobilindustrie, in Hochtemperatur-Filtergeweben und im Schutzbereich eingesetzt.

Eigenschaften

1. Rohstoffe in Hülle und Fülle: Basaltfasern werden aus Basalterz gewonnen, das auf der Erde und sogar auf dem Mond in großen Mengen vorkommt, wodurch die Rohstoffkosten relativ niedrig sind.
2. Umweltfreundlich: Basalterz ist natürlich und setzt bei der Produktion keine schädlichen Substanzen frei, was es zu einem umweltfreundlichen, kostengünstigen und leistungsstarken Material macht.
3. Hohe Temperatur- und Wasserbeständigkeit: Basaltfasern funktionieren gut im Temperaturbereich von 269 °C bis 700 °C, mit einem Erweichungspunkt von 960 °C, und übertreffen bei hohen Temperaturen Glasfasern und Kohlefasern deutlich.
4. Chemische Stabilität und Korrosionsbeständigkeit: Die Zusammensetzung der Basaltfaser erhöht ihre Beständigkeit gegen chemische Korrosion und Wasser, insbesondere in alkalischen und sauren Umgebungen.
5. Hoher Elastizitätsmodul und hohe Zugfestigkeit: Basaltfasern haben einen Elastizitätsmodul von 9100–11000 kg/mm² und eine Zugfestigkeit von 3800–4800 MPa, was sie zu einem starken Verstärkungsmaterial macht.
6. Schallschutz: Basaltfasern verfügen über eine ausgezeichnete Schallabsorption, wobei der Absorptionskoeffizient mit zunehmender Frequenz deutlich zunimmt.
7. Dielektrische Eigenschaften: Basaltfasern haben einen höheren Volumenwiderstand und bessere dielektrische Eigenschaften als E-Glasfasern.
8. Silikatverträglichkeit: Basaltfasern verteilen sich gut in Zement und Beton und verfügen über eine starke Bindung und Witterungsbeständigkeit.
9. Geringe Feuchtigkeitsaufnahme: Die Feuchtigkeitsaufnahme von Basaltfasern beträgt weniger als 0.1 % und ist damit niedriger als bei vielen anderen Fasern.
10. Geringe Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Basaltfasern beträgt 0.031–0.038 W/mK und ist damit niedriger als bei vielen anderen Fasern.

Glasfaserkunststoff

Einführung Fiberglas ist ein anorganisches, nichtmetallisches Material, das für seine gute Isolierung, Hitzebeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und hohe mechanische Festigkeit bekannt ist. Es wird durch Schmelzen von Rohstoffen wie Chlorit, Quarzsand, Kalkstein, Dolomit, Bor-Kalzium-Stein und Bor-Magnesium-Stein hergestellt, dann werden die Fasern gezogen, gewickelt und gewebt. Der Durchmesser jedes Filaments reicht von einigen Mikrometern bis über 20 Mikrometer. Fiberglas wird häufig verwendet als Verstärkungsmaterial in Verbundwerkstoffen, elektrische Isoliermaterialien, Wärmedämmstoffeund andere Bereiche der Volkswirtschaft.

Materialeigenschaften

• Schmelzpunkt: Fiberglas wird zwischen 500 °C und 750 °C weich.
• Siedepunkt: Ungefähr 1000 °C.
• Signaldichte: 2.4-2.76 g/cm³.
• Zugfestigkeit: 6.3–6.9 g/d unter trockenen Bedingungen und 5.4–5.8 g/d unter nassen Bedingungen.
• Hitzebeständigkeit: Behält die Festigkeit bis 300 °C.
• Elektrische Isolierung: Ausgezeichnet, was es zu einem hochwertigen elektrischen Isoliermaterial macht.
• Chemische Resistenz: Beständig gegen die meisten Chemikalien außer konzentrierter Lauge, Flusssäure und konzentrierter Phosphorsäure.

Haupteigenschaften

1. Hohe Zugfestigkeit: Fiberglas hat eine hohe Zugfestigkeit bei geringer Dehnung (3 %).
2. Hohe Elastizität: Bietet gute Steifigkeit und kann große Aufprallenergie absorbieren.
3. Nicht brennbar: Anorganische Faser, die nicht brennbar und chemisch beständig ist.
4. Geringe Wasseraufnahme: Nimmt nur minimal Wasser auf.
5. Stabil und hitzebeständig: Zeigt gute Zunderstabilität und Hitzebeständigkeit.
6. Gute Verarbeitbarkeit: Kann zu Strängen, Bündeln, Filzen, Stoffen und anderen Formen verarbeitet werden.
7. Transparent und lichtdurchlässig: Fiberglas ermöglicht die Lichtdurchlässigkeit.
8. Gute Haftung mit Harz: Haftet gut an Harz.
9. Kostengünstig: Preiswert im Vergleich zu anderen Fasern.
10. Nicht brennbar: Kann bei hohen Temperaturen zu glasartigen Perlen verschmelzen.

Vergleich

Rohstoff-

• Basaltfaser: Hergestellt aus natürlichem Basalterz.
• Glasfaserkunststoff: Hergestellt aus einer Kombination aus Chlorit, Quarzsand, Kalkstein, Dolomit, Bor-Kalzium-Stein und Bor-Magnesium-Stein.

Umweltbelastung

• Basaltfaser: Umweltfreundlich, mit minimalem Abfall und ohne schädliche Emissionen.
• Glasfaserkunststoff: Die Herstellung ist im Allgemeinen energieintensiver und kann gewisse Emissionen freisetzen.

Temperaturbeständigkeit

• Basaltfaser: Kann höheren Temperaturen (bis zu 700 °C) standhalten, ohne an Festigkeit zu verlieren.
• Glasfaserkunststoff: Wirksam bis 300°C.

Stärke und Elastizität

• Basaltfaser: Höherer Elastizitätsmodul und höhere Zugfestigkeit.
• Glasfaserkunststoff: Hohe Zugfestigkeit, aber geringer als bei Basaltfaser.

Chemische Resistenz

• Basaltfaser: Bessere Beständigkeit gegen chemische Korrosion, insbesondere in alkalischen Umgebungen.
• Glasfaserkunststoff: Beständig gegen die meisten Chemikalien, jedoch anfällig gegenüber konzentrierter Lauge, Flusssäure und konzentrierter Phosphorsäure.

Anwendungen

• Basaltfaser: Wird in Hochleistungsanwendungen wie der Luft- und Raumfahrt, der Automobilindustrie und bei Baumaterialien verwendet.
• Glasfaserkunststoff: Wird häufig zur Isolierung, zur Verstärkung von Kunststoffen und in verschiedenen industriellen Anwendungen verwendet.

Kosten

• Basaltfaser: Aufgrund des speziellen Herstellungsverfahrens im Allgemeinen teurer.
• Glasfaserkunststoff: Kostengünstiger und weit verbreitet.

Sowohl Basaltfasern als auch Fiberglas bieten einzigartige Vorteile und werden auf Grundlage der spezifischen Anforderungen der Anwendung ausgewählt.