连续玄武岩纤维(CBF)在军工及民用领域的应用

连续玄武岩纤维（CBF）在军工及民用领域的应用

各位朋友、各位同仁：

连续玄武岩纤维是前苏联经过了三十多年的研究开发而发明的高技术纤维。由于它性能优异、性价比好，应用领域广泛，极具发展前景，尤其是最近几年，我们中国也有了连续玄武岩纤维的批量生产。因此，我们现在开展对连续玄武岩纤维的研讨活动是非常有现实意义的。

前几年，我担任了国家863计划“玄武岩连续纤维及其复合材料”课题组的组长。因此，有机会比大家早几年接触和研究开发了连续玄武岩纤维，借此高层论坛将我们有关研发的成果和信息，尤其是连续玄武岩纤维在军工及民用领域的应用情况，与大家共同分享。

今天我与大家共同讨论四个问题：一、什么是连续玄武岩纤维？二、连续玄武岩纤维都有哪些方面的优异性能？三、连续玄武岩纤维在军工及民用领域有哪些主要应用？四、应该如何看待连续玄武岩纤维在我国的发展？

一、 什么是连续玄武岩纤维？

连续玄武岩纤维（Continuous Basalt Fibre 简称CBF）是以天然的火山喷出岩作为原料，将其破碎后加入熔窑中，在1450～1500 ℃熔融后，通过铂铑合金拉丝漏板制成的连续纤维。它与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）等其它高科技纤维相比，具有很多独特的优点，如力学性能佳，耐高温性能好，可在－269～700 ℃范围内连续工作，耐酸耐碱，抗紫外线性能强，吸湿性低，有更好的耐环境性能，此外，还有绝缘性能好，高温过滤性佳、抗辐射、良好的透波性能等优点。以连续玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，可广泛应用于消防、环保、航空航天、军工、汽车船舶制造、工程塑料、建筑等领军工、民用领域，故连续玄武岩纤维被誉为21世纪的新材料。

因此，连续玄武岩纤维是“石头变丝”的非金属无机纤维，其原料就是火山喷出岩（包括玄武岩、安山岩等矿物）。近几年来，连续玄武岩纤维良好的综合性能和性价比越来越被材料界和用户看好。

这里有必要简单介绍一下连续玄武岩纤维的研发背景。20世纪60年代，前苏联国防部下令开发玄武岩纤维。1973年前苏联新闻机构报道，采用天然矿物制造的玄武岩纤维得到广泛的应用，这主要是指超细玄武岩棉的生产。60～70年代,全苏玻璃钢与玻璃纤维科研院乌克兰分院根据苏联国防部的指令，着手研制玄武岩纤维。乌克兰建筑材料工业部设立了专门的别列切绝热隔音材料科研生产联合体，主要任务是研制玄武岩纤维及其制品制备工艺的生产线。联合体的科研实验室于1972年开始研制制备玄武岩纤维，曾经研制出20多种玄武岩纤维制品的生产工艺；1985年连续玄武岩纤维研制成功并实现了工业化生产。由此算起，连续玄武岩纤维在全世界的开发成功和批量生产的历史大概有20年左右。在此期间，我国的国家建筑科学研究院和南京玻璃纤维研究设计院也先后断断续续地开展了连续玄武岩纤维的研发，但是都没有开发成功。真正具备乌克兰、俄罗斯“一段法”采用纯天然火山岩、不加任何辅料的连续玄武岩纤维生产应该是我国列入国家863计划以后，由深圳俄金碳材料科技有限公司承担了该863计划课题，之后其技术成果作价入股成立的“横店集团上海俄金玄武岩纤维有限公司”将其成果转化，实现了批量生产。因此，我们现在来讨论连续玄武岩纤维的推广应用应该是有现实条件和基础的。

近几年来，我国科技部也对连续玄武岩纤维的研究给予了极大的关注和重视。2001年7月我国原驻俄罗斯大使馆公使衔科技参赞黄寿增曾向国内发回了《21世纪新材料---玄武岩纤维》的专题报告；在2002年9月和2004年5月、11月国家科技部分别将“玄武岩连续纤维及其复合材料”项目列入国家863计划和国家级火炬计划、国家科技型中小企业创新基金。

二、 连续玄武岩纤维有哪些方面的优异性能？

了解和知晓了其优异性能后，便可以明确应用推广连续玄武岩纤维的领域和

重点。众所周知，在高技术纤维和其它纤维中没有任何一种纤维是可以“包打天下”的。“存在就是合理的”。也就是说，每一种纤维都有它独特的性能和应用的市场。那么，连续玄武岩纤维都有特点呢？概括起来讲，连续玄武岩纤维是21世纪无污染的“绿色工业材料”。它具有综合性能好、性价比好的产品特点。这是其它纤维所难以比拟的。

2.1突出的耐温性能。玄武岩纤维的使用温度范围为：-269～700℃（最高为960℃），而玻璃纤维为-60～450℃。它的软化点为960℃。在400℃温度下工作时，其断裂强度能够保持85%；在600℃温度下工作时，其断裂强度仍能够保持80%的原始强度；如果玄武岩纤维预先在780～820℃温度下进行处理，纤维还能在860℃温度下工作而不会出现收缩。而即使优良的矿棉此时也只能保持50%～60%的强度，玻璃棉则完全破环。碳纤维的抗氧化性较差，在300℃有CO和CO2产生；间位芳纶最高使用温度也只有250℃。

2.2突出的拉伸强度。玄武岩纤维的拉伸强度为3800～4800MPa，比大丝束

碳纤维、芳纶、PBI纤维、钢纤维、硼纤维、氧化铝纤维要高，与S玻璃纤维相当。

2.3 天然的硅酸盐相容性。以同属硅酸盐的火山喷出岩为原料制成的玄武岩纤维，耐酸碱性强。试验发现，连续玄武岩纤维在饱和Ca(OH)2溶液以及在水泥等碱性介质中耐久性好，能保持高度的稳定性，可代替钢筋用作混凝土建筑结构的增强材料，制作桥梁等大型建筑的结构件。利用玄武岩纤维较高的拉伸强度和剪切强度这一特性，加上玄武岩纤维具有天性的与水泥、混凝土的亲和力和耐碱性，在建筑增强领域的应用已显示出它独特的优势和发展潜力。

2.4突出的化学稳定性。玄武岩纤维含有的K2O、MgO和TiO2等成分对提高

纤维耐化学腐蚀及防水性能起到重要的作用。连续玄武岩纤维与E玻璃纤维在3个小时沸煮后（纤维损失重量（％）的对比情况）：在水中玄武岩连续纤维损失重量0.2%,而E玻璃纤维则损失重量0.7％；2N NaOH的溶液里两者分别为2.75%和6.0%；在2N HCl中玄武岩连续纤维仅损失重量2.2％，而E玻璃纤维则损失重量38.9％。玄武岩纤维的耐酸性超过了一般用作耐酸玻璃钢增强材料的ECR玻璃纤维。

2.5显著的热振稳定性。玄武岩纤维在500℃温度下的热振稳定性仍然不变，原始重量损失不到2%；900℃时也仅损失3%。

2.6良好的介电性能。连续玄武岩纤维还具有良好的介电性能。它的体积电阻率比E玻璃纤维高一个数量级；玄武岩含有不到20%的导电氧化物。导电氧化物纤维过去并没有用于制备绝缘材料，但经过用专门浸润剂处理玄武岩纤维，其介电损失角正切比玻璃纤维低50%,可用于制造新型耐热介电材料。

2.7优良的透波性能和一定的吸波性能。我们曾用CBF增强树脂基180х180mm标准板，厚度为4mm，树脂体系采用HD03，在8～18GHz下进行了测试，结果发现了这一独特的性能。该材料未加任何其它吸波隐身材料，为什么会具有一定的吸波性能呢？据分析玄武岩纤维中具有20%的的金属氧化物，可能是氧化铁、氧化钛成分，使其具有了一定的吸波性能。如果进一步调整成分、树脂体系内再加上吸收剂或吸波涂层，可能会有更好的吸波性能。

三、 连续玄武岩纤维在军工及民用领域有哪些主要应用？

我们可将CBF的应用初步锁定在建筑增强领域、防火消防领域、过滤环保领域、绝缘电子领域、石油化工领域、体育用品领域、汽车船舶等领域。

美国德州的玄武岩纤维工业联盟指出：“玄武岩纤维是碳纤维的低价替代品，具有一系列优异性能，尤为重要的是，由于它取自天然矿石而无任何添加剂，是目前为止唯一的无环境污染的不致癌的绿色健康玻璃质纤维产品。美国作为世界保护环境的倡导者，将全力发展无污染的绿色工业材料，所以玄武岩纤维在复合材料的增强材料领域的应用已引起广泛的重视并将快速发展。”

高技术纤维是国防军工建设和支撑高科技产业发展的重要基础材料，它直接关系到国防科技工业的建设和国民经济支柱产业的升级。连续玄武岩纤维(Continuous Basalt Fibre简称CBF)就是继碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维之后的第四大高技术纤维。它是21世纪在国防军工领域有着非常重要应用的一种高技术纤维，是体现国防科技战略布局的一种新材料。

以连续玄武岩纤维为增强体可制成各种性能优异的复合材料，在航空航天、

火箭、导弹、战斗机、核潜艇等军舰、坦克等武器装备的国防军工领域有广泛的应用。它可以促进军队武器装备的升级换代，增强军队的战斗力；可在某些领域替代碳纤维，节约相关武器装备的制造成本；可形成新的军民两用技术，寓军于民，有力地推动我国未来这一重大高科技产业的形成。因此，开展CBF在国防军工领域的应用研究有着十分重要的战略意义和现实意义。

玄武岩纤维就是由前苏联国防部下令开发的。从60年代开始，经过近三十多年的努力，在苏联解体前终于成功开发了连续玄武岩纤维。玄武岩纤维首先被应用于国防军工。其中一个著名的事实是：1975年7月17日与苏联“联盟-19”号宇宙飞船第一次完成对接的美国“阿波罗”号宇宙飞船的结构材料上就应用了苏联生产的玄武岩纤维。苏联的解体，客观上影响了CBF的推广应用，但是，由于玄武岩纤维具有有别于碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维的一系列优异性能，而且性价比好，近几年来引起了美国、欧盟等国防军工领域的高度重视。2003年美国军方甚至收购了其国内一个创办不久的CBF生产工厂，现在这个工厂就设立在美国南部阿拉巴马的军事基地，产品100%用于国防军工，其连续玄武岩纤维的具体应用至今对外秘而不宣！显然，这些年来，美国军方在CBF的应用研究中又发现了许多新的价值。

3.1利用CBF的耐高温特性，可以在消防、环保及军工领域发挥重要的作用。

玄武岩纤维用于防火服正处于起步阶段，由于其起本身的特殊性能，用于防

火服领域有较大的优势。玄武岩纤维是无机纤维，具有不燃性、耐温性（-269～650℃）、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是比重较芳纶纤维大，穿着的舒适感不如芳纶纤维防火服。如果玄武岩纤维与其它纤维混纺可制成阻燃面料，用于部队的相关装备显然是有明显优势的。

超高分子量聚乙烯纤维被用作柔性防弹材料的首选原材料，但是用它制成

无纬布作柔性防弹材料时发现外表面几层明显有弹头击穿的熔灼现象，因为超高分子量聚乙烯纤维的主要缺点是耐热性能低，熔点在144℃～152℃，强度和模量随温度升高而下降，抗蠕变性能也较差，达到70℃时性能急剧下降。于是许多防弹材料专家把关注的目光转向有耐高温特性的的连续玄武岩纤维，目前正在开展相关的比较检测和应用研究。可以预见，连续玄武岩纤维用作坦克、装甲车、防暴车、防爆毯、炮弹箱、军事工事的坑道门等等有着较高的应用价值和广阔的发展前景。

从以上性能比较可以看出，玄武岩纤维的高温使用性能虽然低于氧化铝纤

维、碳化硅纤维，但是高于所有的有机纤维，而且其超低温使用性能是最好的。再从性价比看，玄武岩纤维的价格是所有高性能纤维中最低的。国外一直将杜邦的Kavlar 、 Nomex、Teflon作为防火面料的首选，虽然具有抗高温、抗化学反应的性能，但是在370℃以上的高温下被碳化和分解。玄武岩纤维用于防火服正处于起步阶段，由于其起本身的特殊性能，用于防火服领域有较大的优势。玄武岩纤维是无机纤维，具有不燃性、耐温性（-269～700℃）、无有毒气体排出、绝热性好、无熔融或滴落、强度高、无热收缩现象等优点。缺点是重量较芳纶纤维大，穿着的舒适感不如芳纶纤维防火服。

显而易见，玄武岩纤维而直径较细（例如7微米左右）的连续玄武岩纤维，其良好的性价比和优异的抗高温性能，有可能成为替代杜邦Kavlar 、 Nomex、Teflon等防火面料的有力竞争产品，也是其它高性能纤维低成本、高性价比的替代品。

目前过滤材料主要有天然纤维、各种合成纤维、各种无机纤维和金属纤维。

由于对耐高温提出了更高的要求，又引进了Nomex、Procon、Torcon、Basfil、P84等。但是，目前所有的过滤材料都不能解决过滤高温介质的问题，而玄武岩纤维纤维可以在-269~650℃的范围内长期使用，它的耐高温性能是其它材料所无法比拟的。加拿大亚伯力（Albarrie）公司是一家有30多年历史的环保工业用集尘滤料的专业公司。他们将CBF用作过滤针刺毡的支基布已经有10多年的历史了。目前该公司非常看好我国过滤环保领域的市场，欲占到一定的市场份额。这一长期的成功的应用案例和市场动态应该非常值得我国过滤环保领域的关注！

因此，利用玄武岩纤维的耐温特性，CBF是用于高温过滤材料（例如除尘袋、汽车消音器滤芯）、避火消防服阻燃隔热面料、防火卷帘、过冷防护服、防弹服、热防护服、军用帐篷、坦克发动机绝热隔音罩、核潜艇等军舰内装饰、火箭燃烧喉管等军工武器装备领域等优选的新材料。美国、加拿大、日本、韩国、欧洲许多国家业内人士十分看好CBF优异的耐温性能，许多应用领域正在不断拓宽。

连续玄武岩纤维非织造材料在汽车内饰中的应用潜力巨大。汽车工业是纤维材料的一个巨大潜力的市场。现在在汽车中应用的基于非织造材料的零件已经超过40种，从空气、油过滤介质到内饰材料等，其中包括声、热绝缘材料，结构件以及装饰件。一辆轿车大约需要20平方米的非织造材料（折合重量15~20公斤）。虽然现在汽车非织造材料主要使用聚酯纤维、聚丙烯纤维、玻璃纤维、碳纤维和天然纤维等，但是，玄武岩纤维的绝热、隔音，尤其是其优良的过滤性能和阻燃性能是其它纤维所不能比拟的。

3.2连续玄武岩纤维将带来建筑材料业的一场革命

自70年代中期以来，确切地说，在1974年中国建材研究院再此开展玻璃纤维用于增强硅酸盐水泥（GRC）的研究，提出了“双保险”的技术路线（即抗碱玻璃纤维增强低碱度硫酸盐水泥），在此后的几十年中虽然取得了很多成果，但是，长期以来，我国的GRC产业并没有真正解决其耐久性问题，一直存在着一些令人极为忧虑的问题：（1）降低抗碱玻璃纤维中ZrO2含量；（2）低碱度硫铝酸盐水泥质量不稳定；（3）用一般中碱玻璃纤维替代抗碱玻璃纤维；（4）用普通的硅酸盐水泥替代低碱度硫铝酸盐水泥。另一方面的问题是有些企业GRC制品生产机械化水平低，基本上都是手工作业的，加上不严格按技术规程操作，造成出厂产品质量低下等等（详见2000年6月王燕谋编著的《中国玻璃纤维增强水泥》序言一文）。显然，我国的GRC产业并没有真正走出一条宽广的健康的发展道路。随着我国连续玄武岩纤维批量生产的开始，玄武岩纤维增强硅酸盐水泥的技术方案再次被业界重视，尤其是我国一些原来用聚丙烯纤维增强水泥混凝土的化学建材企业，积极采用玄武岩纤维增强硅酸盐水泥及其混凝土；另一些建筑加固企业采用玄武岩纤维片材替代碳纤维用于建筑桥梁的加固、补强和修复，也取得了较好的效果。用硅酸盐类天然火山喷出岩为原料生产的玄武岩纤维预示着建筑材料业的一场革命正在来临！它的应用主要表现在以下几个方面：

一是在混凝土增强领域的应用。现在的混凝土增强材料主要有碳纤维、玻璃纤维、对位芳纶、钢纤维和玄武岩纤维。增强的主要目的是提高制品的抗拉强度和建筑工程的防渗抗裂等。从强度方面看玄武岩纤维占有绝对的优势，它的拉伸强度都高于以上的增强材料，增强效果最好。从耐碱性方面看，玄武岩纤维略逊于碳纤维和对位芳纶，但好于玻璃纤维和钢纤维。从与混凝土的相容性上看，玄武岩纤维与混凝土有着基本相同的成分，密度也较接近，所以玄武岩纤维的相容性、分散性好于其它增强纤维。例如用玄武岩纤维增强铁路水泥枕木可解决其耐久性，尤其适合在青藏高原等气候多变地区的使用。大家如果有兴趣可以查阅我们2004年在《工业建筑》杂志增刊上发表的《玄武岩纤维在建筑和基础工程领域中的应用》一文。

二是在建筑修复、加固和更新领域的应用。碳纤维加固补强织物是一种高科技含量和高成本的产品。目前使用的补强材料是碳纤维和芳纶纤维，主要是利用材料的强度和弹性模量。从强度方面，玄武岩纤维的强度并不逊于碳纤维，且比芳纶高，虽然弹性模量不如碳纤维，但是与树脂的亲合性上，玄武岩纤维大大好于碳纤维和芳纶，有效的提高了补强效果和补强材料的使用寿命。尤其是连续玄武岩纤维用于桥梁、立柱缠绕加固期效果与碳纤维没有差异。这一重大发现是东南大学土木工程学院通过玄武岩纤维与碳纤维在同等条件下的对比实验后得到的（可参阅东南大学土木工程学院吴刚副教授主笔撰写及即将发表的《连续玄武

岩纤维在墩柱抗震加固中的应用研究》论文）。从性价比看，玄武岩纤维的价格大大低于碳纤维和芳纶，所以，玄武岩纤维有极大的竞争优势，是碳纤维和芳纶加固抗震补强材料的首选替代产品。它可广泛用于梁、柱、板、墙等补强，也可用于桥梁、隧道、水坝等其它土木工程的加固，尤其是抗震加固。玄武岩纤维与粘钢和碳纤维加固具有如下不同的特点：不导电；性价比好；抗剪切强度高；延性好、抗震能力强；与混凝土热膨胀系数一致；抗老化、耐高温、抗冻融；与混凝土和树脂的结合力强；耐酸碱，对各种环境的适应性强；受力后变形协调，碳纤维加固后的破坏常态是脆性等。以建筑加固补强为例，碳纤维和芳纶是目前世界上所采用的主要的高性能纤维加固补强用的新型材料。初步的研究结果表明：与碳纤维和芳纶相比，玄武岩纤维在保持较高的抗拉、抗剪和抗冲击强度和热振稳定性的优异性能基础上，具有更好的性价比。在桥梁、隧道、房屋等结构抗震加固补强方面具有极为广阔的应用前景。

此外，初步的应用研究证明，CBFRP（连续玄武岩纤维增强塑料）的复合材料筋又是一种替代碳纤维、芳纶等连续纤维复合筋的新型建筑材料，可主要用于代替钢筋用于环境条件严酷的混凝土中，根本解决钢筋锈蚀问题，提高混凝土结构的耐久性。

三是在道路施工领域的应用。采用土工格栅对路面进行加盘处理，已经成为道路建设的一个研究方向。土工格栅是一种新型的土工合成材料，其结构合理、性能优良、具有很高的耐热性和耐寒性、强度大、模量高、膨胀系数低、物化性能稳定等优点。土工格栅的主要作用是抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂、延缓反射裂缝。所以土工材料在高等级公路、大桥桥面、市政道路及机场路面等要求较高的领域广泛应用。目前，土工材料主要是玻璃纤维和塑料两大材料。玄武岩纤维的各方面性能均好于以上两种材料。玄武岩纤维土工材料的主要优点是：抗拉强度高、延伸率好；无长期蠕变；热稳定性好；与沥青混合料的相容性强；理化稳定性好；耐低温性好等。

3.3 CBF增强树脂基复合材料有广泛的应用

连续玄武岩纤维具有良好的技术特性：低容重，低导热率，低吸湿率和对腐蚀介质的化学稳定性，能够降低结构重量，形成新型结构材料。利用这些特性，在军品和民品领域有广泛的应用。玄武岩纤维增强树脂基复合材料是制造坦克装甲车辆的车身材料，可减轻其重量；用于制造火炮材料，尤其是用于炮管热护套材料可以大大提高火炮的命中率和射击精度。在枪弹、引信、弹匣、大口径机枪枪架、坦克装甲车辆的薄板装甲、汽车发动机罩、减振装置等等方面有大量的应用。玄武岩纤维在船舶工业中可大量用于船壳体、机仓绝热隔音和上层建筑；用玄武岩纤维蜂窝板可制成火车车厢板，既减轻了车厢的重量，又是一种良好的阻燃材料。据悉美国通过福特、通用等汽车制造公司正在着手起草制订采用玄武岩纤维替代碳纤维作增强材料的工业标准。德国在玄武岩纤维这方面的应用研究也已经着手开展了两年多。我国的汽车工业应该关注这一新材料应用的发展动向。用玄武岩纤维缠绕环氧树脂的管材（直径：5~2000mm，内部承受0~400大气压）可用于输送石油、天然气、冷热水、化学腐蚀液体、散料、电缆管道、低压和高压钢瓶等。例如以石油管道为例：玄武岩纤维管道施工投产后，可以使用无需投资维修以及采用昂贵的电化学处理，使用期限是80年。显然，它可引发管道业的一场革命！由于碳纤维的严重短缺，受冲击或者说影响最大的是一大批休闲体育用品的制造商，因此，连续玄武岩纤维在休闲体育用品中的应用也凸现出来了。首先，CBF天然的金褐色可用于休闲体育用品的表面装饰。其次，它与碳纤维混杂使用可降低其成本，以解碳纤维价格奇高和短缺带来的困惑；再是利用CBF开发休闲体育用品的新产品。

3.4 CBF可用作热振环境下的特殊材料

例如采用玄武岩纤维648环氧树脂用于复合材料结构的军用飞机进气道外侧壁，其下部是火炮出口，振动冲击力很大，要求复合材料有很好的韧性，使用纯碳纤维有它的不足，由于玄武岩纤维的断裂伸长率大大高于碳纤维，且可充分利用玄武岩纤维的热振稳定性。在民品的机电工业，玄武岩纤维聚合物基复合材料是优良的绝缘材料，用它制造仪器仪表、电动机及各种电器中的附件（例如齿轮、轴承、密封件），不仅可以减轻自重和提高其可靠性，而且可以延长其使用寿命。此外，玄武岩连续纤维具有显著的耐高温性能和极好的机械性能。它可以用作石棉与昂贵碳纤维的替代品，适用于高温衬垫、大型船只绝热、车辆制动器磨擦衬片。

3.5 CBF是良好的介电材料

连续玄武岩纤维还具有良好的介电性能。它的体积电阻率比E玻璃纤维高一个数量级；玄武岩含有不到20%的导电氧化物。导电氧化物纤维过去并没有用于制备绝缘材料，但经过用专门浸润剂处理玄武岩纤维，其介电损失角正切比玻璃纤维低50%,可用于制造新型耐热介电材料。利用玄武岩纤维的这一介电特性、吸湿率低和耐温的特性，可以制成高质量的多层印刷电路板的覆箔板。因为无线电通讯传输技术和大型电子计算机信息处理技术的高速化，不但要求在高频带工作的基板，要有较小的介电常数与介质损耗因数，而且要求高频带的介电性能对温度的变化率和频率的变化率要很小，基板的玻璃化温度、耐热性（希望先进的线路板耐热高达270℃左右）、可靠性、厚度的均匀性要高，热膨胀系数、吸水率要低，以满足当代印刷电路板对覆箔板在特性阻抗高精度控制性、高频特性、高可靠性、高稳定性和绿色环保特性等性能的要求。最近几年日本在高性能印刷线路板制造方面要求耐更高的温度，更轻更薄，因而大量应用芳纶材料。通过非织造布工艺或造纸的方法研制的印刷电路基板可应用于IT产业的各种设备。此外，目前一些高质量的抗热绝缘纸将对位芳纶做成浆粕纤维和5mm的对位芳纶纤维混合打成纸浆，用普通造纸方法造纸，可得到强度高、耐高温的工业用纸，用在电气绝缘纸材料上是高级的H级绝缘纸。它可以制成不同密度及厚度的纸或纸板，最薄可到0.05mm；可在220℃的环境下连续工作十年而不变，甚至短时间内暴露于300℃下，不会收缩，脆化或融化。玄武岩纤维的耐高温性和电绝缘性都非常好，玄武岩纤维抗热绝缘纸可以提供电气绝缘更严密的保护。

此外，玄武岩纤维还具有防辐射功能。在核电站建设和军工、民用等防辐射领域有很大应用。

总之，随着生产连续玄武岩纤维技术瓶颈的不断打开、规模化生产所带来的单位成本降低，它的应用领域将不断扩大，势必形成一个新兴的高新技术产业！它将改变世界先进材料的格局！

四、 应该如何看待连续玄武岩纤维在我国的发展？

这次在广州举办的“第十一届中国国际复合材料工业技术展览会”我们公司的展位上有这样一句广告词：“碳纤维少了给您带来苦恼，连续玄武岩纤维来了送给您惊喜”！重庆国际复合材料股份有限公司的唐总经理说：这句广告语应该送组委会评奖！

这与其说是广告语写得好，倒不如说是市场对连续玄武岩纤维的急切呼唤！

连续玄武岩纤维将成为与碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）并驾齐驱的又一极具竞争力的高科技纤维。继前苏联之后，近几年来，国际上例如美国、日本、德国等一些科技发达国家都加强了对连续玄武岩纤维这一新型无机高科技纤维的研究开发，并取得了一系列新的应用研究成果。研究结果表明：CBF已经成为一种将改变世界先进新材料格局的高技术纤维。我国有关决策部门拟从新材料的战略发展高度引起充分的关注和重视，以推动我国CBF及其产

业的快速发展，真正成为全球“后来者居上”的CBF制造大国。

值得注意的是，在全世界碳纤维严重短缺的背景下，一方面，美国利用其军事联盟国（包括日本在内），对我国碳纤维这一战略材料进行严密封锁；另一方面，近几年来，美国、加拿大、德国、英国、日本、韩国等国也纷纷加大国防科研的投入，开展了连续玄武岩纤维在国防军工领域的应用研究，并展开了激烈的专利保护战。显然连续玄武岩纤维将改变世界先进材料的格局，由于性价比好，

已经展现出广阔的国防军工的应用前景。

我国在碳纤维发展历史上的沉痛教训不能忘记。几十年来我国碳纤维发展一

直处于落后被动状态，而日本在高技术纤维研发方面的瞻前性发展战略和发展经验值得我国借鉴。日本早在20世纪80年代初就把投资重点由传统化纤转向高技术纤维。经过20多年的发展，日本的高技术纤维产业已经在总体上居世界领先地位，特别是功能纤维和高强模纤维。日本的PAN基碳纤维总产能已经占世界总产能的3/4，产量占70%。聚芳酯纤维、PBO纤维、酚醛纤维、聚乳酸纤维等，最早都起源于美国，但是最终产业化都在日本。超强PVA纤维也是日本独有的。日本几乎垄断了世界高技术纤维的生产。目前，全世界碳纤维严重短缺。从2004年下半年开始，美国和日本这两个生产碳纤维的大国，全面对中国实施碳纤维的封锁。此前，据有关方面的不完全统计，2004年我国军方和地方对碳纤维的实际用量为4000多吨，可想而知，这种高技术纤维的封锁是一种何等严峻的局面！因此，在碳纤维严重短缺的背景下，我们来研究讨论连续玄武岩纤维在我国的发展和推广应用是有着十分重要的现实意义。有兴趣的同仁，可查阅我们在2005年第6期《高科技纤维与应用》杂志上发表的《世界复合材料现状及连续玄武岩纤维发展商机——欧洲2005年JEC 复合材料展会见闻”》一文。

就连续玄武岩纤维的历史和发展，我个人认为： “发源在苏联、发展在中

国”。前一句“发源在苏联”是对原创性玄武岩纤维研发成果这一历史事实的描述；后一句“发展在中国”是一种对今后发展趋势的预言。中国将成为制造和应用推广连续玄武岩纤维的大国！为什么作这样的发展预测？理由是：

• 从国家层面上看，我国对连续玄武岩纤维的发展具有强大的国家影响力。

该项目在2001年6月被列为中俄两国政府间科技合作项目；2002年8月列为国家863计划；2002年5月列入深圳市科技计划；2004年5月列入国家级火炬计划；2004年11月列入国家科技型中小企业创新基金。并将有可能列入国家“十一五”科技计划和国家发改委的中长期发展规划。对一个项目先后有那么多的国家和地方科技计划的支持，这在其他国家很少见的。国家科技部等有关部委的领导还亲自对此项目的发展和成果应用作出了批示。这充分反映了我国对发展连续玄武岩纤维的高度重视和支持！我们坚信：国家在“十一五”还会出台相关的政策和措施来倾斜支持这类新材料的发展。

• 从行业发展基础看，近几十年来我国的玻璃纤维和复合材料得到了快速发

展，有着发展和推广应用连续玄武岩纤维的坚实基础。2005年1月世界《高性能复合材料》（HIGII-PERFORMANCE Composites）杂志在“市场趋势”栏目发表了多年来一直关注着纤维的供给与需求的业内咨询专家Ben Rasmussen先生《（高性能复合材料）工业领域需要什么》的文章：“依据我多年的研究我相信对纤维需求的预测是大大偏低了，我们可能面临着严重的纤维短缺。问题是纤维生产滞后。工业的需求是评估市场潜力的好途径。毫无疑问我们正处于世界经济增长之时，其带动了复合材料产业的强劲增长。”他进而指出：“现在世界最大的潜在复合材料制造商和终端用户是中国。中国的公司已拥有25%的全球玻璃纤维市场并正在开始发展碳纤维。5年后将会给该市场带来全面的冲击”。

• 从发展的基本条件看，我国地域辽阔，玄武岩矿床储量极其丰富。我国火

山和火山岩分布广泛，按照地理位置，可划分为两大区域：一是沿我国东部大陆边缘，形成数以百计的火山群和火山锥，成为环太平洋火山链的一部分；另一是位于青藏高原及周边地区的火山群。

• 从本国的市场看，中国本身就具有新材料应用的庞大市场。

• 从我国企业参与投资新材料的情形看，企业有着进行技术创新及发展的强

烈欲望及实力。

• 从新材料的制造成本看，中国具有低成本制造CBF得天独厚的条件。我

们承担国家863计划的研究成果表明，我们有着完全自主知识产权的低成本、大规模发展连续玄武岩纤维的新技术、新装置、新工艺。

• 从全球的发展水平看，全世界CBF的技术及规模尚处于初级阶段，这给

• 我们追赶乃至超过国外的先进技术水平提供了很大的发展空间和市场机

遇！建议FRP领域的同仁们在碳纤维短缺的时期，要积极开发新产品，以变应变，把碳纤维的短缺当作一个契机或者说是转机，开发以CBF为原料的新产品。我认为新产品开发要源于市场，更要高于市场，要主动去引导市场。只要大家努力，我们就可以利用连续玄武岩纤维优异的综合性能、良好的性价比，去开发出更多的新产品。与其它高技术纤维的发展相比，我国连续玄武岩纤维的发展是最有希望“后来者居上”、成为全世界最大的生产及应用大国。对此，我们充满了信心！

最后，我想用我们GBF网站(www.basaltfibre.com.cn)上的一段话结束我的发

言：“如果说古老的火山曾经带给地球气壮山河、无坚不摧的巨大力量，那么，现代的中国就从这里开始让我们共同演绎“石头变丝”后的神奇故事吧”！

（备注：胡显奇先生为国家863计划“连续玄武岩连续纤维及其复合材料”（2002AA334110）课题组组长。这是他2005年9月1日在第十一届中国国际复合材料工业技术展览会“高层论坛”上所作的报告。该文刊登前作者本人作了整理，内容上有增减。）

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