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科技日报:玄武岩为何能吐丝成金?
信息来源:GBF石金转载 发布时间:2011-02-13
                                                                                 科技日报 2011年2月12日

                                          作者: 晏燕 王飞    本报记者 晏燕 王飞                                             

  打破砂锅

    在普通人眼里,玄武岩通常是公路、铁路、机场跑道所需的建筑石材,却很少有人知道,玄武岩还可抽丝制成绿色环保的高性能纤维产品,让“点石成金”的传说成为现实。请关注——

  “点石成金”曾是一个神话,但在中科院院士、地质学家刘嘉麒眼中,用普通的玄武岩拉成几万米不断头的金色长丝并制作成各种高级产品,则让这个神话成为现实。

  “这种金褐色长丝叫连续玄武岩纤维,是以火成岩为原料经过1500高温熔融后快速拉制而成。”说起玄武岩纤维,已70岁高龄的刘嘉麒难掩兴奋,“它具有耐高温、抗氧化、防辐射、绝热隔音等优异性能,应用领域广泛,从航天器外壳到弹药箱,从防弹服、防火服到刹车片、钓鱼竿……它有望成为关系国防安全和国民经济的重要基础材料之一。”

  美国玄武岩纤维工业联盟指出:“玄武岩纤维取自天然矿石,在生产过程中无有害气体,不产生废渣,是无污染、不致癌的绿色产品。”在刘嘉麒看来,玄武岩纤维大有前途,“因为它代表着未来高性能纤维绿色环保的发展方向。” 

  发展高性能纤维“引领未来”

  与世界发达国家相比,我国高技术纤维发展现状不容乐观,从某种程度上说,高性能纤维是我国新材料发展的“软肋”。

  “无论是技术还是产量,我国高性能纤维均落后于发达国家。”中组部 “千人计划”国家特聘专家、江苏省玄武岩纤维工程中心主任吴智深教授对此感触颇深。

  “以碳纤维为例。”吴智深介绍说,由于缺乏自主核心技术,我国高性能碳纤维产品长期依赖进口。而日本企业几乎垄断着源头关键技术,产品性能优良,生产能力很高,“日本3家公司就占据了全球70%以上市场。”

  “我国碳纤维整体发展只相当于日本上世纪70年代中末期水平,在稳定性、量产化及高端化方面任重道远。”吴智深认为,发展玄武岩纤维不失为一种“引领未来”的战略选择。“目前全球玄武岩纤维技术研发及生产规模尚处于初级阶段,一旦我们抓住战略发展制高点,就可抢得先机,以高性能玄武岩纤维为突破口,使我国在高性能纤维领域不再受制于人。”

  我国生产工艺“后来居上”

  虽然起步晚于国外,但目前我国已掌握了较先进的玄武岩纤维生产技术和工艺,且具有完全自主知识产权,显示了“后来居上”的发展态势。

  20029月我国将“玄武岩纤维及其复合材料”列入国家863计划。该计划课题组组长胡显奇介绍说,目前我国玄武岩纤维生产技术已经与俄罗斯、乌克兰等国处于同一起跑线,部分技术还实现了超越。例如我国已能稳定生产单丝直径7微米甚至更细的高端玄武岩纤维产品,而其他国家最细单丝直径是10微米。

  胡显奇还透露,他所在的横店集团浙江石金玄武岩纤维有限公司已自主研发出“全电熔炉技术”,与目前俄罗斯等国采用的传统火焰炉技术相比,该技术大大降低了温室气体排放和能耗。数据表明,每制造1公斤单丝直径为1315微米玄武岩纤维,其二氧化碳排放量几乎为零。同时其能耗指标在所有高技术纤维中是最低的,只有碳纤维的1/50

  产业化之路日益清晰

  新材料的基础和应用研究取得一定成果后,应该走一条以企业为主体、市场为导向、产学研结合的产业化之路,玄武岩纤维也不例外。

  作为国内率先开展玄武岩纤维研发及应用的高校,东南大学于2007年与浙江横店集团合作,成立了我国第一家玄武岩纤维应用研发中心,2009年获批江苏省玄武岩纤维工程中心,正式奏响产业化序曲。

  20091月,该校与南京市建邺区政府达成协议,联合创建国家级玄武岩纤维工程中心,同时启动“绿材谷”产业园项目。

  “工程中心和产业园将建设成玄武岩纤维产业全国性、开放式公共服务平台。”东南大学土木工程学院院长吴刚教授介绍说,“该平台致力于提供专业化服务,同时依托此平台组建全国玄武岩纤维产业联盟,将在技术创新、市场化投融资和促进成果转化等方面形成良好合作机制。”

  目前我国玄武岩纤维产业发展已从初期单纯成果交流和转让,发展到技术、市场、人才、载体等全要素合作,“产学研用”产业模式逐渐“浮出水面”,产业化之路日益清晰。

  大规模应用还需时日

  和其他各种新技术、新材料一样,玄武岩纤维产业化面临着一个重要挑战,即研发成本高、投资周期长、产出效益慢,依靠小规模市场应用难以规避巨大的市场风险。

  “目前玄武岩纤维已在土建交通工程领域得到一定应用,但由于稳定性待改进、品种单一等问题,产品还不能在其他领域得到有效应用。”对此吴智深有自己的担忧,“如果不能扩大应用市场,生产企业不能收回投资,生产积极性减弱,甚至可能难以为继,初步形成的产业将面临萎缩风险。”

  投身玄武岩纤维产业化10年之久,自称“为了搞玄武岩纤维头发都熬白了”的胡显奇对此感同身受,“一定要找量大、面广、有可持续需求的市场,才能加快产业化,必须尽快为下游提供应用导向和增值空间。”目前,他已将目光投向高速公路、消防环保、汽车船舶、电网及管道建设等新领域。

  “在应用导向方面,应该充分发挥政府采购的政策扶持作用。”一位关注新材料发展的业内专家对科技日报记者表示,政府采购可使玄武岩纤维生产企业克服商业风险,提高市场对玄武岩纤维的认可度和接受度,而这又可成为产品技术创新和更新换代的内在动力。

  记者获悉,针对其发展,近期科技部和国土资源部已部署了“十二五”重大科技支撑课题,国家发改委、工信部等部委也作出了明确的发展规划。可以预见的是,作为现实版“点石成金”故事的主角,作为一种纯天然绿色高技术纤维,玄武岩纤维的产业蓝图让人充满期待。

本篇文章来源于 科技网 www.stdaily.com 

原文链接:http://www.stdaily.com/kjrb/content/2011-02/12/content_273997.htm

 

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