Во что одеваемся мы: ткань, мех, шерсть (волокна), а дома – в кирпич, бетон, металл и стекло. Тяжело…

…и холодно.

    Волокна в природе. Волокно – материал, частицы которого представляют собой гибкие тела, с длинной во много раз превышающей размеры поперечного сечения.

    Теплоизоляционные волокна, прежде всего, – рыхлые материалы. В этой сфере идет соревнование между химическими искусственными, преимущественно веществами органической химии и материалами минеральными. Соревнование это надолго и ведет к бескомпромиссной борьбе производителей. На стороне химических материалов – широкий ассортимент продукции и крупнотоннажный характер производства. Их враги – химические опасности и риски по всей производственной цепочке и для среды, и для человека. Преимущества минеральной ваты – безопасность для среды (но не всегда для человека) минеральных веществ, отлаженность отечественных технологий и производства.

    В рамках концепции устойчивого развития России изделия на основе базальтовых волокон следует считать материалом XXI века, ибо они превосходят традиционные температуростойкие и теплоизоляционные материалы, такие как обычное стекловолокно и асбест, не только по целому ряду эксплуатационных свойств, но и по рентабельности и высокой экологичности производства. Отметим, что запасы базальтового сырья являются практически не ограниченными и составляют порядка 30 % площади заня¬той на Земле магматическими породами.

    Изделия из базальтовых волокон могут быть использованы взамен специальных сталей и фарфора в агрессивных и абразивных средах, причем в контакте с агрессивными средами используются без капитального ремонта в течение 60-80 лет. Изделия с повышенными ударными нагрузками находят применение в электротехнической промышленности, в медицине, в химической промышленности, в гражданском строительстве и т.д.

    Преимущества волоконного тела в качестве материала заключается в сочетании свойств сплошного твердого тела (постоянство формы и объема, характер теплового движения атомов) и среды с развитой межфазной поверхностью (до нескольких квадратных метров на грамм). При этом пористость среды открытая, что позволяет материалам работать в потоках газов и жидкостей.

    Базальтопластики, где в качестве армирующего материала используются базальтовые непрерывные волокна, по основным техническим характеристикам не только не уступают стеклопластикам, но и превосходят их по модулю упругости, ударной вязкости и стойкости к агрессивным средам.

    Преимуществом базальтопластиков являются высокие диэлектрические свойства и стабильность основных качественных характеристик при длительной эксплуатации. Области их применения – электро- и радиотехническая промышленность, производство акустических материалов, коммуникационные системы, машиностроение и дорожное строительство. На основе базальтопластиков можно изготавливать дорожные плиты, арматуру, 1 кг которой заменяет 9 кг арматурной стали, ограждающие панели для зданий, трубы горячего и холодного водоснабжения, облицовку гидротехнических сооружений и др. В производстве асбестоцементных и железобетонных конструкций эффективна замена асбеста и металла на базальтопластиковую арматуру.

    Изготовленные из базальтового непрерывного волокна трикотажные полотна легко изменяют свою форму и могут быть использованы для изготовления несгораемых чехлов, костюмов, рукавиц. Перспективно применение базальтового трикотажа в качестве матриц при изготовлении звукопоглощающих изделий для авиационной и машиностроительной промышленности.
Высокие акустические свойства базальтовых тканей позволяют применять их для облицовки стен промышленных зданий с повышенной звуковой нагрузкой.

    Применение базальтовой сетки в качестве армирующего материала при укладке дорожных покрытий значительно увеличивает срок их эксплуатации.

    Имея термостойкость, примерно равную термостойкости асбестовых волокон, базальтовые волокна не расщепляются под воздействием высоких контактных напряжений в условиях повышенных температур (характерных для эксплуатации изделий триботехнического назначения) на тонкодисперсные (менее 0,4 мкм), микроволокнистые структуры, обладающие канцерогенными свойствами. Стоит задача замены хрупких и канцерогенных (запускающих механизм, производящий раковые клетки) асбестосодержащих материалов (гигиенические нормативы ГН 2.2.5. 1313-03 для ПДК вредных веществ в воздухе рабочей зоны, введены с 15.06.03 г. Постановлением ГГСВ РФ от 30.04.03 г.) на эластичные и безопасные материалы на основе базальтового волокна.

    Надо отметить, что теплоизоляция космических челноков делается из материала на основе минерального волокна.

    Однако, несмотря на высокие эксплуатационные свойства базальтовых непрерывных волокон и привлекательность применения изделий на их основе в различных отраслях промышленности, рынок этих материалов не заполнен и на 10 %.

    Во льдах Ледовитого океана живет белый медведь. Белый медведь по природе своей хищник. По законам охоты шуба медведя должна быть белой, для того, чтобы эффективно охотиться во льдах (белый медведь плохо виден на фоне белого снега). По законам физики шуба медведя должна быть черной, для того, чтобы максимально использовать энергию солнца для обогрева своего тела (черная шуба эффективно поглощала бы солнечную энергию).

    Интересен секрет шубы белого медведя. Она состоит из длинных пустотелых волосков. Причем внутренняя поверхность волосков шероховатая. Видимый свет хорошо отражается неровностями внутри волосков. Именно поэтому шуба медведя кажется глазу наблюдателя белой.

    В то же время самые энергоемкие (но невидимые глазом) ультрафиолетовые лучи проходят к телу медведя сквозь пустотелые волоски почти без потерь. Под белыми волосками шкура имеет совершенно черный цвет и воспринимает энергию солнечных лучей, подведенных к ней пустотелыми волосками. Природа разрешила противоречие – черная шкура, покрытая белой шубой (волосом с оптоволоконными свойствами).

    Вантовые мосты, морские канаты это тоже волокна.

    Химические волокна – волокна, получаемые из органических природных и синтетических полимеров. В зависимости от вида исходного сырья химические волокна подразделяются на синтетические (из синтетических полимеров) и искусственные (из природных полимеров).

    Нервные волокна, отростки нервных клеток (аксоны) вместе с их оболочками, проводящие нервные импульсы.

    Мышечные волокна. Сократительная функция всех типов мышц обусловлена превращением в мышечных волокнах химической энергии определенных биохимических процессов в механическую работу. На мышцы обычно приходится 40% массы тела человека; среди них (всего 659 мышц) самая крупная – ягодичная, идущая от бедра.

    Волоконная оптика, раздел оптики, в котором рассматривается передача света и изображения по светопроводам и волноводам различных диапазонов, в частности по многожильным световодам и пучкам гибких волокон.

    Углеродные волокна, волокна, состоящие в основном из углерода. Получают термической обработкой химических или природных органических волокон, при которой в материале волокна остаются главным образом атомы углерода.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Базальтовая вата: история и современность. – Пермь: ИИЕТ РАН, 2003. – 124 с.

Тананаев И.В. Основные этапы развития неорганического материаловедения в СССР. Неорганическое материаловедение в СССР / И.В.

Тананаев. – Киев: Наукова думка, 1983. – 720 с.

Энциклопедия неорганических материалов / Под ред. И.М. Федорченко. В 2-х т. – Киев: Укр. Сов. энциклопедия, 1977. – 1652 с.

http://www.basaltech.org/index.html

http://www.teplotronika.ru/

	Home
	Write Me