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往事纵深|蔚县石头若何织出月背中国红

2024-10-17 06:23:56 来源:五月披裘网 作者:娱乐 点击:200次

■浏览揭示

6月4日,往事蔚县嫦娥六号实现月背“挖土”,纵深织出中国照料的若何由玄武岩纤维制成的“石头版”五星红旗,在月球反面乐成睁开。月背阳光映射下,往事蔚县五星红旗光华精明,纵深织出中国绚烂绚烂着美丽的若何中国红。

令良多人没想到的月背是,织成这面国旗的往事蔚县原资料玄武岩,居然来自河北蔚县。纵深织出中国

玄武岩并不罕有,若何蔚县玄武岩为甚么能“蟾宫折桂”?黑乎乎的月背玄武岩,若何酿成月球上那抹美丽“中国红”?玄武岩纤维尚有哪些运用新空间?

6月4日,往事蔚县五星红旗在落在月背的纵深织出中国嫦娥六号探测器上睁开。  新华网发(国家航天局供图)

为啥选中蔚县石头

6月5日一大早,若何蔚县新源玄武岩矿业有限公司内,来鉴赏的人纷至沓来。

就在前一天,嫦娥六号实现月背“挖土”,照料的五星红旗在月球反面乐成睁开。当美丽的五星红旗绚烂绚烂月球,作为其制作质料的蔚县玄武岩也迅速“火出圈”。

在临时被改造成玄武岩产物展现区的新源公司办公楼一楼大厅,十多个不锈钢器皿里,展现着区别型号的玄武岩纤维质料,大的直径6—9毫米,小的则呈粉末状。公司负责人朱兆春介绍,区别科研单元、企业的熔炉巨细区别,对于玄武岩纤维质料的需要也区别。

“国旗在月背展现后,咱们的石头成为了废物。”朱兆春说,良多客商都给他打复电话咨询产物。

记者懂获取,这次抉择玄武岩织五星红旗,是月面原位建造的试验需要。月球玄武岩较多,未来建造月球基地需要就地取材。月球玄武岩做成片状概况管状建材用于月面建造,比在地球上取材会巨细节约老本。

可玄武岩在国内并不罕有,为甚么蔚县玄武岩能“蟾宫折桂”?

“河北境内的玄武岩,是国腹地当地层最特别、数目至多、种类最全的玄武岩群之一,其中又以张家口蔚县、阳原县的玄武岩最为充实低劣。”河北地质大学玄武岩纤维资料钻研所刘昶江博士介绍,玄武岩由从地球深处喷涌而出的岩浆冷凝组成,华北是中国玄武岩最会集的区域之一,资源储量十分充实。

“咱们审核发现,用蔚县玄武岩做出的纤维产物,在全行业压倒所有。”省地矿局邦畿资源勘查中间生态所负责人李艳晨说,评估拉丝用玄武岩的品质,主要看拉丝的陆续性、直径以及抗拉强度等。

拿色调来说,品质上乘的拉丝用玄武岩,拉成的废品丝会呈金色,品质稍差的会泛起深灰色、玄色。蔚县一带的拉丝用玄武岩,拉成的废品丝不光呈金色,而且又长又细。

作为我省仅有睁开玄武岩纤维试验及纤维复合股料钻研的机构,河北地质大学玄武岩纤维资料钻研所对于蔚县玄武岩睁开了系统钻研。

“总体上,蔚县玄武岩特色适量,体如今其主要成份上,好比二氧化硅、氧化铁等成份含量相对于适量,凝聚后黏度畛域较广,制成的纤维产物功能好而且晃动。”刘昶江呈现。

凭仗这样的优异功能,蔚县玄武岩最终“飞黄腾达”,排汇了全天下的目力。

6月5日,在蔚县新源玄武岩矿业有限公司办公楼一楼大厅,公司负责人朱兆春展现玄武岩纤维质料。 河北日报记者 郭晓通摄

石头若何变国旗

“看,这便是制作月面五星红旗的玄武岩纤维质料。”抓起一把灰玄色的玄武岩颗粒,朱兆春向记者展现。

看着眼前目今黑乎乎的石头颗粒,让人很难与色调美丽的五星红旗遐想到一起。

这些质地安定的石头,若何酿成软而薄、强而韧的国旗?

记者采访患上悉,嫦娥六号月面国旗展现系统由中国航天三江总体散漫武汉纺织大学等单元配合研制。为了让国旗适应使掷中高下温交变、高真空及强紫外辐射等极其情景要求,武汉纺织大学纺织新资料与先进加工技术国家重点试验室徐卫林院士月面国旗团队并吞了玄武岩超细纤维纺丝、纺纱、织造及色调构建等诸多国内难题。

以及嫦娥五号在太空飞翔仅7天就到达月面区别,这次嫦娥六号自5月3日登程后,在太空飞翔了一个月才落月,飞翔光阴大幅削减。徐卫林院士团队成员曹根阳传授介绍,在奔月、绕月及落月的历程中,高下温反决绝替,对于国旗情景耐受性要求更高。

因此,制作月面国旗,首先要解决的是资料强度以及耐受性成果。

曹根阳也曾经退出嫦娥五号国旗研发,他介绍,嫦娥五号五星红旗接管芳纶为主的新型复合股料制作,而嫦娥六号五星红旗则接管玄武岩为主的复合股料制作,两比照拟,制作嫦娥六号国旗所运用的玄武岩纤维密度逾越近一倍,资料强度也更高。

“这大大着落了国旗受极其高下温及宇宙辐射影响而产生形变、褶皱的可能性。”曹根阳呈现,这保障了国旗巩固形。

两面五星红旗巨细均为300毫米×200毫米,按常理判断,因资料密度更高,嫦娥六号国旗会更重,但实际上,嫦娥六号国旗的重量惟独11.3克,比嫦娥五号国旗还要轻0.5克。

“这要归功于团队研发的直径仅有头发丝三分之一的超细玄武岩纤维。”曹根阳说。

这么细的玄武岩纤维是怎么样拉进去的?

曹根阳说,一开始玄武岩拉丝怎么样也拉不细,其后他们发现拉丝时泛起“毛细征兆”,于是便改动了拉丝配置装备部署的内腔结构,解决了这一难题。最终,团队拉出了8.8特克斯(公里丝线惟独8.8克)的玄武岩纤维,实现为了突破。

将超细玄武岩纤维晃动纺纱、织造,是钻研团队并吞的另一个难关。

在纺纱关键,为了解决超细玄武岩纤维刚性大、易折断的难题,研发团队试验了30余次,立异了复分解纱事实,并妄想了新型复合纱线结构。最终,他们乐成实现为了高刚性有机纤维玄武岩的无损成纱。

纺纱难题克制后,团队还要面临“构建高牢度色调”这一技术难题——滑腻的玄武岩长丝,让国旗的染色、固色比照平凡资料难题良多。

最终,团队运用织物外表的芳纶短纤毛羽,使颜料中的黏合剂与其组成相似“铆钉”锚定的成果,实用降职涂料界面散漫牢度与国旗图案的丰满度,保障国旗的月面展现成果。

这一系列成果的解决,还不能象征功亏一篑。钻研团队发现,在高下温交变以及相对于真空条件下,五星红旗会串色,黄的串红,红的串黄。此时,徐卫林的科技成果——人造资料微纳米化技术派上用场,该技术让小粒子再也不行动,串色成果勉强傅会。

2023年12月,首面制作进去的玄武岩五星红旗被送往北京,探月工程一位工程师双手一顿撕扯揉捏,小小五星红旗丝毫巩固。

不褪色、不串色、巩固形,可能抵御月表卑劣情景的玄武岩五星红旗,被正式交付,期待登月遨游。

“嫦娥六号国旗交付那天,大师都禁不住流下了眼泪,想到它将在月球上展现,咱们每一总体都感应孤高。”回顾当时的天气,曹根阳十分欢喜。

6月5日,航拍的位于蔚县陈家洼乡西部山区一带的玄武岩矿。 河北日报记者 耿 辉摄

石头还能变出甚么“怪异”

6月5日,行走在蔚县陈家洼乡西部山区一带,宽绰的采石剖面上,稀稀拉拉地弥漫了三四十米高的石柱。

制作“石头版”五星红旗的质料,就出自这里。

经由这面非凡的五星红旗,良多人第一次意见了玄武岩纤维这种怪异资料。

随着科技发展与立异,玄武岩纤维作为一种紧张的根基纤维资料,成为我国重点发展的四大纤维(玄武岩纤维、碳纤维、芳纶、超高份子量聚乙烯纤维)之一,在航空航天、消防、环保、车船制作、煤油化工、电力电子、体育、医疗以及土木匠程等畛域,有着宽绰的运用远景。

在“石头版”国旗研制的同时,月面国旗团队已经开启将玄武岩纤维拓展到耐热、阻燃等畛域的运用钻研,如对于阻燃隔热功能要求很高的阻燃防护时装以及高阻燃性箱包等,以进一步发挥玄武岩纤维适应高温等非凡情景的能耐。

徐卫林呈现,作为轻质、柔性防护资料,玄武岩纤维未来在航空航天畛域,如宇航服、太空舱、月球基地等场景会有越来越宽泛的运用。

除了这些高大上畛域,玄武岩纤维有无可能出如今咱们的同样平凡生涯中?

“未来,玄武岩纤维可能作为复合股料,运用在生涯的方方面面。”刘昶江举例,玄武岩纤维资料可能制成汽车外壳、风力发机电叶片、自行车骨架、5G基站外层包装资料,以及坚持侵蚀要求较高的淡水养殖箱、光伏发电的电池板支架等。“当初在这些畛域,大全副都曾经有废品了。”他说。

而一旦被制成纤维产物,玄武岩将身价倍增。

“玄武岩最罕有的是用来斲丧石子,每一吨售价惟独多少十元。”李艳晨介绍,可假如将玄武岩做成纤维,品质最次的每一吨售价也患上三五千元,好的能到两三万元。

最紧张的是,玄武岩被拉成丝,事实上一吨原资料能斲丧一吨废品,斲丧率简直为零。因此,深加工收益至关可不雅。

不光如斯,玄武岩纤维在个别斲丧加工历程中不产生有毒物资,无废气、废水、废渣排放,是21世纪高新绿色工业资料。

去年,省人造资源厅曾经在张家口特意睁开“阳原县桥梁水一带拉丝用玄武岩审核评估”名目。该名目由省地矿局邦畿资源勘查中间详尽实施,选取阳原县桥梁水一带的玄武岩为试点,审核拉丝用玄武岩扩散特色,试验性睁开玄武岩拉丝使命。

与此同时,名目组还赴贵州、四川等地妨碍专题调研,周全清晰玄武岩开辟运用现状。

“当初,贵州、四川等地已经开始行动。”李艳晨说,四川对于玄武岩纤维工业搀扶力度很大,依靠当地人造气资源充实、价格高尚等劣势,组成以达州以及广安为代表的玄武岩纤维工业链。但四川玄武岩资源较少,品质欠佳,拉丝质料只能接管当地辉绿岩加蔚县等地的玄武岩调配而成。

“尽管玄武岩纤维市场远景宽绰,但日后国内的斲丧企业陋习模的惟独三四十家。”刘昶江介绍,限度玄武岩纤维工业化的瓶颈,主要仍是前期资金投入大,以及相干技术研发实力缺少等。

我省尽管有少许低劣玄武岩资源,但大全副加工企业还勾留在售卖原资料的阶段。刘昶江倡导,改动这一现状,需要加大政策搀扶力度,增强研发投入,反对于玄武岩纤维工业发展。“期待用玄武岩的刚柔转换,‘换’出河北新资料工业的新空间。”  (河北日报记者 周聪聪 郭晓通 王思达)

6月5日,在蔚县新源玄武岩矿业有限公司办公楼一楼大厅,使命职员展现玄武岩纤维。河北日报记者 郭晓通摄

■相 关

“点石成金”的玄武岩纤维

玄武岩纤维是一种新型有机环保绿色高功能纤维资料,主要由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化铁以及二氧化钛等氧化物组成。

假如看一看玄武岩纤维的制作工艺,你未必会被它的“硬核”所震撼:用火山喷发组成的人造玄武岩石为质料,将其破碎后投入熔窑中,加热至1450℃—1500℃熔融状态,经由铂铑合金拉丝漏板快捷拉制,玄武岩纤维便是这样被制作进去的。

简而言之,制作玄武岩纤维的工艺,便是把安定的火山玄武岩石在高温下“拉成丝”。

玄武岩纤维被制作进去后,具备优异的耐高以及顺热震晃动功能,可能在650℃温度下依然连结巩固,还具备与人造玄武岩石头相媲美的持久性、耐水性、抗氧化性等。除了此之外,玄武岩纤维还具备高弹性模量以及抗拉强度、优异的电绝缘性以及介电功能、较低的吸湿性以及较低的热传导系数等特色。

这些都使患上玄武岩纤维运用宽泛。

玄武岩纤维的运用,最罕有的即是修筑畛域。因为玄武岩纤维耐侵蚀功能优异,因此用玄武岩纤维制成的复合筋具备高强度,可替换全副钢筋用于土木匠程中,而且因为玄武岩纤维的缩短系数与混凝土相近,两者之间不会产生大的温度应力。

除了在修筑行业的运用,玄武岩纤维对于公路建树而言,起到了“资料革命”的浸染。试验服从呈现,将玄武岩纤维退出沥青混料后,与平凡改性沥青混凝土路面临照,高温晃动性普及了62%,高温抗裂性普及了35%,水晃动性普及了25%,路面各项功能均周全降职,路面寿命预估缩短6—8年左右。同时,路面总厚度、工程造价、各阶段机械燃油斲丧综合指标均区别水平着落。

此外,玄武岩纤维还可制成粗纱、细纱、土工布、套管等资料,概况以它为增强体制成用途差此外多种复合股料,如短切纱、单向布、无捻粗纱、网格等。在车船、航空航天等畛域,它尚有替换现有玻璃纤维复合股料的能耐,运用远景极为宽绰。

在军工方面,玄武岩纤维同样可能大展本领。因为玄武岩纤维隔热、耐温、防火,玄武岩纤维制备的复合股料可宽泛运用于耐温防热资料,比喻导弹、火箭、火炮的防热部件。 整理/河北日报记者 王思达

作者:焦点
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