玄武岩纤维制备的热工机理和材料研究

闫全英

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纯玄武岩或填加配料的玄武岩混合料经过熔化、拉丝等工艺过程可制备玄武岩纤维。在国外，玄武岩已用于岩棉、超细纤维和连续纤维的工业生产，而我国在研究利用玄武岩资源和玄武岩纤维的工业生产方面尚十分落后。我国玄武岩资源十分丰富，因此研究开发和合理利用玄武岩资源具有重大的经济意义和社会意义。实验研究了来自河北万全的纯玄武岩及加入少量配料高炉炉渣和红砖的玄武岩混合料的粘度和析晶性能，得出了玄武岩的粘度和析晶性能随温度和化学组成的变化规律，分析了玄武岩的粘度和析晶温度对拉丝工艺的影响。利用自行设计制作的实验装置测量了不同粒径玄武岩料床的透气率，研究了透气率与其影响因素之间的关系，并对实验方法进行了误差分析；利用水流量热器防护板法测量了不同粒径玄武岩料床的导热系数，得出了导热系数与温度、颗粒粒径的关系。在实验室中，采用在环氧气氛下工作的箱式二硅化钼电阻炉制备出玄武岩纤维。实验选择适用于制备玄武岩纤维使用的漏板和坩锅。高温加热元件、坩锅和漏板的选择和实验，是我们在未查到任何文献情况下的一种新探索。玄武岩熔融过程和玄武岩熔体拉丝过程热工机理的研究在国内外尚处于探索或空白。论文分析了坩锅内玄武岩料床的传热机理，建立了描述玄武岩熔融过程的二维数学模型，求解在不同加热温度、加热方式下不同粒径料床的温度分布、熔化时间、料床高度变化规律和固一液相界面的移动规律。玄武岩丝根的温度、粘度和速度的变化规律对纤维的成形起着重要作用。建立描述上丝根和中丝根区传热和流动过程的数学模型，通过联立求解连续方程、动量方程和能量方程，得出在不同的最终纤维直径和漏嘴直径下，丝根的几何形状、温度分布、粘度分布和速度分布规律。在玄武岩纤维制备的理论和实验研究方面进行了新的探索，希望所取得的研究结果能为玄武岩资源的合理和有效利用起到推动作用。

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来源
《材料导报》 |2004年第11期|91|共1页
作者
闫全英;
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作者单位

北京建筑工程学院城建系;

北京100044;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类特种结构材料;
关键词
玄武岩纤维; 析晶; 漏板; 制备; 坩锅; 粒径; 粘度; 连续方程; 连续纤维; 动量方程;

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