Figure 1 Fibre de basalte revêtue de carbone craqué et son matériau composite renforcé de fibres dans l'effet piézorésistif
Figure 2 Fibre de basalte revêtue de nanotubes de carbone et son matériau composite renforcé par des fibres effet piézorésistif
La fibre de basalte (fibre de basalte, BF) est fabriquée à partir de basalte en tant que matière première, à travers le procédé de décolleté en fibre. La fibre de basalte à fibre de verre ordinaire, avec une résistance et un module plus élevés, une gamme de température plus large; Par rapport à la fibre de carbone, elle a une consommation d'énergie de production et un coût de matériaux plus faibles. La fibre de basalte a une bonne résistance à la corrosion, ignifuge, le processus de production est respectueux de l'environnement (pas d'émissions d'azote, de composés soufrés) Matériaux filtrants, matériaux de construction, composites renforcés de fibres, etc. Mais le minerai de basalte appartient au matériau isolant, ce qui limite l'application du matériau fibreux correspondant dans le champ conducteur.
Récemment, les chercheurs du Xinjiang Institut technique de physique composite équipe Ma Pengcheng dirigée par le professeur de Dresde et de l'Institut Leibniz allemand du polymère Edith Mäder, essayez base de fibres de basalte, qui contient lui-même un élément métallique et les techniques de dépôt chimique en phase vapeur, pour obtenir un dépôt différent des nanomatériaux de carbone et la croissance de la surface des fibres de basalte. les résultats montrent que par le contrôle des conditions expérimentales, peut être efficacement cultivé de manière contrôlable sur la surface des nanoparticules basalte carbone pyrolytique (PyC-BF) Revêtement et nanotubes de carbone (CNT-BF), et pour réaliser la fibre de l'isolant au conducteur de la transformation des faisceaux de fibres PyC-BF et CNT-BF incorporés dans la résine polymère, dans les conditions de traction pour la réalisation de matériaux composites Les résultats montrent que les composites renforcés de fibres préparées présentent un effet piézorésistif significatif (c.-à-d., La résistance du matériau augmente dans des conditions de charge externes et le taux de variation de résistance et la contrainte du matériau dans une certaine plage de contraintes sont linéaires Relation), les matériaux composites conducteurs contenant des fibres sont essentiellement proches de la totalité du matériau complètement brisé lorsqu'il devient non conducteur Le changement de résistance sera «step-up» dans le processus d'étirement, ce qui indique que la fracture interne de la fibre est la voie d'une fracture unique, et le matériau composite contenant PyC-BF montre une étape oblique (Figure 1), tandis que le matériau fibreux contenant le CNT-BF présente un mode "étape droite" (figure 2), qui est la couche d'interface formée entre la couche conductrice de la surface de la fibre, la morphologie, l'interface entre la fibre et la résine, Les résultats sont publiés dans Composites Part A: Applied Science and Manufacturing.
Le travail de recherche a submergé la fibre de basalte traditionnelle comme concept de matériau isolant et a réalisé la préparation de fibres de basalte conductrices. Les résultats de la recherche devraient augmenter la valeur fonctionnelle de la fibre de basalte et élargir son champ d'application. En même temps, elle fournit également une nouvelle technologie pour réaliser le niveau La préparation des matériaux fibreux structuraux et peut être utilisée comme méthode d'ajustement de la force interfaciale de l'interface composée renforcée renforcée par des fibres. Résultats de recherche connexes dans la 21e Conférence internationale sur les composites (ICCM-21) pour le rapport aux homologues internationaux pour présenter l'équipe de recherche Progrès de la recherche.
Le projet a été soutenu par la National Natural Science Foundation, le National 'Thousand Talents Program', le programme de coopération scientifique sino-allemande.
