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圖片|中國蔚縣的一座玄武巖礦(圖片來源:人民網(wǎng)/耿輝)
該報(bào)告表明，近年來全球玄武巖纖維產(chǎn)量一直在增長。去年，全球超過60%的玄武巖纖維產(chǎn)自中國。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2024年全球玄武巖纖維年產(chǎn)能達(dá) 50萬噸，產(chǎn)量達(dá)8萬噸，其中中國的產(chǎn)能達(dá)到30萬噸，產(chǎn)量達(dá)5萬噸。就終端用途而言，玄武巖纖維復(fù)合材料占據(jù)超過58%的市場份額；就應(yīng)用行業(yè)而言，建筑與基礎(chǔ)設(shè)施、汽車與交通各占 34%。
目前，玄武巖纖維和復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。在土木工程領(lǐng)域，短切玄武巖纖維用于瀝青路面，以改善高溫和低溫下的抗車轍、抗開裂和抗疲勞性能；玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于無人機(jī)和飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料，以提高輻射防護(hù)和抗干擾能力，同時(shí)減輕自重。
業(yè)界對玄武巖纖維的熱情持續(xù)上升，這反映在關(guān)于玄武巖纖維和BFRP(玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料)的學(xué)術(shù)論文數(shù)量大幅增加，其中土木工程和交通運(yùn)輸領(lǐng)域的研究最為頻繁。
研究應(yīng)用是多種多樣的，正如武漢紡織大學(xué)紡織科學(xué)與工程學(xué)院副院長夏治剛所詳述的，他開發(fā)了一種玄武巖纖維防火織物(這塊由石頭織成的玄武巖纖維防火布，火都燒不破，抵抗得住1200℃以上的烈火燒灼)。“傳統(tǒng)消防服的耐熱極限是550℃，只能保護(hù)普通建筑內(nèi)消防員進(jìn)出室內(nèi)火場。我們的防火服的熔點(diǎn)是1600度℃和倉庫等大多數(shù)場景的消防救援保護(hù)需求。更重要的是，生產(chǎn)起來綠色環(huán)保，單價(jià)只有芳綸的30%，碳纖維的10%，”他解釋道。
從玄武巖礦石到復(fù)合材料
這種從石頭中提取的纖維是一種天然的阻燃材料，耐高低溫，耐酸堿腐蝕，電絕緣，耐輻射。然而，長期以來，玄武巖纖維的應(yīng)用受到兩個(gè)痛點(diǎn)的限制:一是它易碎、易斷，難以紡織；另一種是手感粗糙，一直多用于工業(yè)設(shè)備和工業(yè)混合生產(chǎn)，沒有用作服裝面料的先例。
在達(dá)州發(fā)布的報(bào)告認(rèn)為，玄武巖纖維及復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍需突破技術(shù)瓶頸和市場約束。具體而言，在技術(shù)方面，應(yīng)加強(qiáng)原材料預(yù)處理技術(shù)，如玄武巖礦石篩選和均化技術(shù)，并提高纖維成型技術(shù)水平。就市場而言，玄武巖纖維的價(jià)格低于碳纖維，但高于玻璃纖維，并且玄武巖纖維的許多應(yīng)用場景與玻璃纖維重疊。
報(bào)告建議，下一步應(yīng)重點(diǎn)研究和開發(fā)玄武巖纖維復(fù)合材料改性技術(shù)，以提高性能和穩(wěn)定性；針對不同行業(yè)開發(fā)新型復(fù)合材料產(chǎn)品，滿足差異化需求，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)產(chǎn)品覆蓋更多應(yīng)用領(lǐng)域。
四川省
在中國西南部，四川省委省政府將玄武巖纖維產(chǎn)業(yè)作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一來發(fā)展。
在達(dá)州高新區(qū)的新公司中，四川炬原玄武巖纖維科技有限公司是一家擁有爐窯拉絲生產(chǎn)線和先進(jìn)池窯拉絲生產(chǎn)線的玄武巖纖維原絲生產(chǎn)企業(yè)。到目前為止，企業(yè)的原紗年生產(chǎn)能力為8000多噸。
上游原纖維產(chǎn)能的增加也擴(kuò)大了玄武巖纖維的應(yīng)用場景。在四川衡耀復(fù)合材料科技的生產(chǎn)車間，電動(dòng)自行車車架由連續(xù)玄武巖纖維和碳纖維復(fù)合材料制成，出口歐美市場。
中國西南部四川省一家玄武巖纖維公司的車間(來源:人民網(wǎng)/鄧良魁)
衡耀復(fù)合材料是一家新公司，使用玄武巖和碳纖維復(fù)合材料，還生產(chǎn)一系列產(chǎn)品，如醫(yī)療設(shè)備和智能機(jī)械臂。“我們現(xiàn)在每月可以生產(chǎn)3000副鏡架，市場已經(jīng)擴(kuò)展到歐洲、東南亞和其他地區(qū)。預(yù)計(jì)今年產(chǎn)值可達(dá)1.2億元(€1480萬)，”衡耀復(fù)合材料產(chǎn)品經(jīng)理梁說。
至此，在達(dá)州高新區(qū)建成的玄武巖纖維研發(fā)生產(chǎn)基地，擁有紡織、拉擠、模壓、注塑、纏繞等復(fù)合材料5大核心工藝。共有23家玄武巖纖維原絲及制品生產(chǎn)企業(yè)入駐，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值17.5億元(€2.154億)。
達(dá)州高新區(qū)建立了全省唯一的市部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——達(dá)州玄武巖纖維工業(yè)研究所，并建成了全省唯一的玄武巖纖維質(zhì)量檢測中心。設(shè)立1億元(€1230萬)產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)資金，從現(xiàn)場生產(chǎn)、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品推廣等方面為玄武巖纖維企業(yè)提供有力支持和保障。
同樣在四川省，去年4月，國勱能源科技發(fā)展（四川）有限公司和四川謙宜復(fù)合材料有限公司共同啟動(dòng)了一座5萬噸玄武巖纖維池窯的建設(shè)。據(jù)四川錢乙介紹，5萬噸玄武巖纖維池窯的建成，標(biāo)志著中國玄武巖連續(xù)纖維邁上新臺(tái)階。
汽車應(yīng)用
目前，玄武巖纖維復(fù)合材料的最終應(yīng)用是在汽車行業(yè)。去年1月，中國一汽集團(tuán)宣布，旗下品牌Bestune生產(chǎn)的轎車Bestune B70將完全采用中國江西廣維新材料公司生產(chǎn)的玄武巖纖維復(fù)合材料汽車內(nèi)飾部件。憑借其在玄武巖纖維復(fù)合材料領(lǐng)域的技術(shù)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，江西廣維與一汽百事通的供應(yīng)商山東豐達(dá)汽車內(nèi)飾有限公司(山東豐達(dá))正式簽署了2025年供應(yīng)合同，為一汽百事通B70等車型提供汽車內(nèi)飾解決方案。
一汽集團(tuán)宣布，旗下品牌Bestune生產(chǎn)的轎車Bestune B70將完全采用玄武巖纖維復(fù)合材料汽車內(nèi)飾部件(來源:江西廣維)
江西廣維表示，其R&D團(tuán)隊(duì)已經(jīng)掌握了玄武巖纖維復(fù)合材料用于汽車內(nèi)飾的6項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并在一汽R&D研究所進(jìn)行了性能驗(yàn)證和道路測試，最終實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。據(jù)江西廣維介紹，一汽Bestune相關(guān)車型的設(shè)計(jì)變更在全球率先實(shí)現(xiàn)了玄武巖纖維復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾件領(lǐng)域的應(yīng)用。
來源:江西廣維
同樣在2025年1月，石鑫玄武巖(大連)科技有限公司與比亞迪股份有限公司就“玄武巖纖維復(fù)合材料電池包上蓋項(xiàng)目”簽署了合作意向書，玄武巖纖維復(fù)合電池組外殼項(xiàng)目并將世新玄武巖列入比亞迪及其關(guān)聯(lián)公司的潛在供應(yīng)商名單，標(biāo)志著玄武巖纖維復(fù)合材料在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用取得重大進(jìn)展。
石鑫玄武巖多年來一直致力于玄武巖纖維復(fù)合材料的研究、開發(fā)、生產(chǎn)和銷售。與中國汽車工程研究院合作開發(fā)的玄武巖纖維復(fù)合材料電池組外殼符合“電動(dòng)車輛動(dòng)力電池的安全要求”(GB 38031-2020)標(biāo)準(zhǔn)和開發(fā)塑鋼電池組蓋的基本要求。它具有耐磨、耐熱、耐腐蝕、輕便等諸多優(yōu)點(diǎn)，可有效減輕新能源汽車的重量，提高電池壽命和成本，進(jìn)一步降低能耗。
玄武巖材料可以用來建造中國的月球研究基地
作為中國在月球背面存在的一個(gè)標(biāo)志，嫦娥6號月球探測器在2024年6月的采樣任務(wù)中展示了一面中國國旗。這面旗幟是由玄武巖纖維織成的。
“我們碾碎并熔化巖石，以便將它們拉成直徑約為頭發(fā)絲1/3的細(xì)線，”中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心的周長義教授說。周長義對中國媒體說，這種材料將來也可以用來建造中國的月球研究基地，因?yàn)樵虑蛏嫌胸S富的這種巖石。
“玄武巖纖維重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、低碳環(huán)保。它可以承受-269到700°C的溫度，這進(jìn)一步凸顯了它的獨(dú)特價(jià)值，”中國科學(xué)院院士、原中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所所長劉嘉琦說。劉說，中國玄武巖資源豐富。
在月球的遠(yuǎn)端，一面由玄武巖纖維制成的中國國旗(來源:中國國家航天局)
嫦娥六號探測器攜帶的旗幟所用的玄武巖來自中國北方河北省蔚縣的一家玄武巖礦業(yè)公司。該公司每年處理約100，000噸玄武巖，但其中只有1/10可用于生產(chǎn)玄武巖纖維。