加入時間：2024-10-29 08:43 訪問量：526 信息來源: 百科知識 2024年16期
嫦娥六號的登月之旅，在完成采樣任務的同時也把一種非凡的石頭帶出了“圈”，這種非凡的石頭就是玄武巖。玄武巖在地球上的儲量并不稀少，身價自然也不高，最初只是一種普通的鋪路石料罷了，但嫦娥六號卻選中玄武巖作為月背國旗的主材料。用玄武巖復合材料織造的五星紅旗既耐高低溫循環(huán)，又耐強劑量輻射，雖為“石頭身”，卻能做到柔韌、輕質。讓我們走進玄武巖的世界，去感受玄武巖是如何完成從“鋪路石”到“高科技”蝶變的。
廉價的“鋪路石”
玄武巖是一種由玄武巖漿凝固而成的火山巖，其礦物成分因其形成過程中的化學條件不同而存在差異。通常，玄武巖顏色較深、紋理較細、密度較高、強度較大。最初，這種巖石主要是用作鋪路的石子。不過，你可別小看這鋪路的石子，這里面也有很多學問呢！比如，鋪設道路的石子應滿足路面的防滑性、抗壓性和抗凍性等要求，以此來保證道路的安全性、使用性以及長效性。玄武巖能夠很好地滿足這些要求，因此是一種優(yōu)質的“鋪路石”?，F在，玄武巖已成為建設公路、鐵路、機場跑道等交通設施所用石料中最好的材料。
堅硬的鑄石
玄武巖還是制造鑄石的重要原材料。鑄石是一種利用玄武巖等材料經配料、熔融、澆注、熱處理等工序加工制成的硅酸鹽結晶材料。鑄石作為一種重要的非金屬材料，具有硬度高、抗腐蝕、耐磨損等顯著特點，因此被廣泛應用于電力、煤炭、礦山、冶金、化工、建筑等行業(yè)。
玄武巖具有很好的耐磨性和出色的抗折性，并且吸水率很低，因此也是一種很好的建筑裝飾材料，可被廣泛應用于市政工程、生態(tài)廣場、停車場所、賓館酒店、園林景觀、家庭住宅等各種場所的裝飾。
玄武石的魔變
現代玄武巖新興產業(yè)的孕育和發(fā)展是從“石頭拉絲”開始的，然而玄武巖“拉絲”是一個技術活，沒有成熟的工藝和技術是難以完成的。
玄武巖“拉絲”畢竟不同于用棉花紡線，因為玄武巖本身既硬又脆，捻不動也拉不細。那該如何生產玄武巖纖維呢？其實，我國從20世紀末就開始關注連續(xù)玄武巖纖維的研制工作了。2002年，連續(xù)玄武巖纖維及其復合材料研制被列入科技部“863計劃”；2004年，其被列入國家“火炬計劃”。20多年來，我國在連續(xù)玄武巖纖維研制方面取得重大突破，并且成為世界上擁有領先生產技術的少數國家之一。
那么，連續(xù)玄武巖纖維是如何生產的呢？通常，連續(xù)玄武巖纖維生產工藝是以純天然玄武巖石料為原料，將其破碎后加入熔窯中，在1450℃～1500℃高溫熔融條件下，通過鉑銠合金拉絲漏板高速拉制而成。
連續(xù)玄武巖纖維的顏色一般為褐色，有金屬光澤，直徑比頭發(fā)絲還細。你可別小瞧了玄武巖纖維，它可是與碳纖維、芳綸以及超高分子量聚乙烯纖維等高科技纖維并駕齊驅的新型纖維材料。玄武巖纖維具有高強度、電絕緣、耐腐蝕、耐高溫、抗老化等多種優(yōu)異性能，并且與環(huán)境十分友好，因此是一種新型綠色環(huán)保高性能纖維材料。
石頭纖維塑造傳奇
玄武巖資源豐富，其纖維生產工藝流程較短，生產能耗在所有高技術纖維中最低，這是玄武巖纖維的經濟優(yōu)勢。20多年來，作為我國重點發(fā)展的第四大高技術纖維，玄武巖纖維已經在建筑、環(huán)保、能源、汽車、航空航天、軍工、船舶等領域獲得應用，并顯示出巨大的生命力。
玄武巖纖維的強度大約是普通鋼筋的3倍以上，而密度只有鋼材的四分之一左右。如果用玄武巖纖維來取代鋼材的話，無疑是一個節(jié)約金屬資源的重要途徑。玄武巖纖維以其獨特的力學性能、良好的穩(wěn)定性能以及較高的性價比，成為一種良好的混凝土增強材料，在建筑領域具有廣闊的發(fā)展前景。
玄武巖纖維既能耐低溫又能耐高溫（-269℃～650℃），并且具有隔熱和防輻射的性能。比如，加捻的玄武巖纖維可以像棉線一樣被織成布匹，用來制作消防防護服。有了這樣的防護服，消防員可以輕松抵御高溫環(huán)境。用玄武巖纖維制成的航天服能夠耐高溫、隔強熱并阻擋輻射，可以保障航天員在太空的安全。
將玄武巖纖維和高分子基體制成纖維增強復合材料，可以用來制造坦克、艦船、飛機的外殼，并且在航空航天、建筑建材、道路橋梁、艦艇船舶、風力發(fā)電等領域具有重要的用途。近年來，我國科學家利用玄武巖纖維本身含有的金屬元素實現了碳納米材料在纖維表面的可控生長，從而制得了玄武巖導電纖維材料，拓寬了玄武巖纖維在電磁屏蔽等領域的應用價值。
隨嫦娥六號登月的“石頭版”國旗，是以玄武巖纖維為主的高性能復合材料制成的。這種高性能復合材料具有很高的技術含量，能耐受月球高真空、高低溫循環(huán)、強劑量紫外線輻照等極端環(huán)境條件。雖說是“石頭版”國旗，但其質量只有11.3克，比嫦娥五號登月攜帶的國旗還要輕0.5克。
選定玄武巖纖維作為國旗材料，除了其具有獨特的性能之外，玄武巖在月球的分布很廣也是一個重要原因。未來，隨著月球開發(fā)的推進，月球玄武巖開發(fā)或將被列入議程，屆時，玄武巖纖維有望在航天服、太空艙以及月球基地等方面獲得廣泛的應用。