玄武岩:从“铺路石”到“高科技”的蝶变

作者: 苏更林

来源: 百科知识

发布日期: 2024-08-21 08:28:48

本文介绍了玄武岩从最初的铺路石料到成为嫦娥六号登月国旗材料的高科技蝶变过程,展示了玄武岩在建筑、铸石制造、纤维生产等多个领域的广泛应用及其独特的性能优势。

嫦娥六号的登月之旅,在完成采样任务的同时也把一种非凡的石头带出了“圈”,这种非凡的石头就是玄武岩。玄武岩在地球上的储量并不稀少,身价自然也不高,最初只是一种普通的铺路石料罢了,但嫦娥六号却选中玄武岩作为月背国旗的主材料。用玄武岩复合材料织造的五星红旗既耐高低温循环,又耐强剂量辐射,虽为“石头身”,却能做到柔韧、轻质。让我们走进玄武岩的世界,去感受玄武岩是如何完成从“铺路石”到“高科技”蝶变的。

玄武岩是一种由玄武岩浆凝固而成的火山岩,其矿物成分因其形成过程中的化学条件不同而存在差异。通常,玄武岩颜色较深、纹理较细、密度较高、强度较大。最初,这种岩石主要是用作铺路的石子。不过,你可别小看这铺路的石子,这里面也有很多学问呢!比如,铺设道路的石子应满足路面的防滑性、抗压性和抗冻性等要求,以此来保证道路的安全性、使用性以及长效性。玄武岩能够很好地满足这些要求,因此是一种优质的“铺路石”。

现在,玄武岩已成为建设公路、铁路、机场跑道等交通设施所用石料中最好的材料。

玄武岩还是制造铸石的重要原材料。铸石是一种利用玄武岩等材料经配料、熔融、浇注、热处理等工序加工制成的硅酸盐结晶材料。铸石作为一种重要的非金属材料,具有硬度高、抗腐蚀、耐磨损等显著特点,因此被广泛应用于电力、煤炭、矿山、冶金、化工、建筑等行业。

现代玄武岩新兴产业的孕育和发展是从“石头拉丝”开始的,然而玄武岩“拉丝”是一个技术活,没有成熟的工艺和技术是难以完成的。玄武岩“拉丝”毕竟不同于用棉花纺线,因为玄武岩本身既硬又脆,捻不动也拉不细。那该如何生产玄武岩纤维呢?其实,我国从20世纪末就开始关注连续玄武岩纤维的研制工作了。2002年,连续玄武岩纤维及其复合材料研制被列入科技部“863计划”;2004年,其被列入国家“火炬计划”。

20多年来,我国在连续玄武岩纤维研制方面取得重大突破,并且成为世界上拥有领先生产技术的少数国家之一。

玄武岩纤维的强度大约是普通钢筋的3倍以上,而密度只有钢材的四分之一左右。如果用玄武岩纤维来取代钢材的话,无疑是一个节约金属资源的重要途径。玄武岩纤维以其独特的力学性能、良好的稳定性能以及较高的性价比,成为了一种良好的混凝土增强材料,在建筑领域具有广阔的发展前景。

随嫦娥六号登月的“石头版”国旗,是以玄武岩纤维为主的高性能复合材料制成的。这种高性能复合材料具有很高的技术含量,能耐受月球高真空、高低温循环、强剂量紫外线辐照等极端环境条件。虽说是“石头版”国旗,但其质量只有11.3克,比嫦娥五号登月携带的国旗还要轻0.5克。

选定玄武岩纤维作为国旗材料,除了其具有独特的性能之外,玄武岩在月球的分布很广也是一个重要原因。未来,随着月球开发的推进,月球玄武岩开发或将被列入议程,届时,玄武岩纤维有望在航天服、太空舱以及月球基地等方面获得广泛的应用。

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