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    視頻專區

    石英玻璃、碳纖維、3D打印混凝土、非金屬礦石……材料江湖你知多少?

    來源:集團黨委宣傳部  發布時間:2022-10-31


    黨的二十大報告中提到

    要加快實施創新驅動發展戰略

    加快實現高水平科技自立自強

    以國家戰略需求為導向

    進行原創性引領性科技攻關

    中國建材作為無機非金屬領域的國家隊

    不斷改革創新,支撐實體經濟

    讓更多材料服務國家戰略,助力推進高質量發展

    我們每月26日開展“材料江湖”系列科普短視頻

    致力于打造一個材料科普的平臺

    讓更多喜歡材料、熱愛材料的小伙伴參與進來

    獲取更多的材料知識

    解決生活中遇到的關于材料的問題

    春華秋實,造物無聲

    材料江湖,直播有情

    讓我們重溫10月26日“材料江湖”直播

    感受“材料創造美好世界”

    石英玻璃篇

    石英玻璃在大家印象中總是易碎的感覺,那是如何大規模應用的呢?

    我們也是進行了一系列的研究。玻璃屬于脆性材料,外力作用下容易發生斷裂。為了讓石英玻璃得到很好的應用,石英玻璃加工可是非常關鍵的一個環節。主要通過慢速磨削,把石英玻璃切割成塊,掏出棒材,研磨拋光成透明零件。得益于加工設備、加工技術,石英玻璃用在各個部位沒有問題的。

    石英玻璃的顏色和什么有關?

    石英玻璃一般都是無色透明的,純凈的水晶也是無色透明的。但是在飾品界,我們經常能看到紫水晶、煙水晶,這是因為其中含有微量元素Al、Fe等時,含量不同就會呈現粉色、紫色、黃色、茶色等。石英玻璃也一樣,當摻入一些金屬元素、稀土元素時,便會形成不同顏色的石英玻璃,比如我今天帶來的耐輻照石英玻璃因為摻雜了稀土,就偏黃。

    聽說有一款耐輻照的產品,大概是什么樣的呢?

    耐輻照石英玻璃是建材總院的一款明星產品,用作太陽敏感器的保護窗口,即使在宇宙射線照射下也不會變黑,保障了飛行器的姿態控制。

    科研背后故事:

    耐輻照石英玻璃經過老中青三代技術傳承,于2013年實現了成熟生產線量產。其中顧真安院士在科研、工作、生活中質樸務實科學家精神對我們學生影響尤其深。他隨身攜帶藍色手袋,一個本子、一支筆、一個老花鏡、一個錢包,用了很多年。

    石英玻璃未來兩個黑科技方向:

    一個是研究用石英玻璃實現數據存儲,另一個是研究作為儲氫的材料。

    碳纖維篇

    碳纖維的定義:

    碳纖維首先是一種纖維材料,和滌綸纖維、尼龍纖維等一樣屬于化工纖維,但它也是碳材料的,概括起來就是“材質是碳的纖維材料”。

    碳纖維給生活帶來的改變:

    材料創造美好世界。高上大的碳纖維走入尋常百姓家,也就這十來年的事,碳纖維影響我們生活一方面是直接的,比如我們用的羽毛球拍、網球拍、登山杖等體育器材,還有釣魚竿等,現在的價格都不貴了,但是用起來很舒服;另一方面碳纖維影響生活是間接的,材料作為基礎材料,對工業發展構成支撐,現在風電葉片、光伏發電等新能源廣泛運用了碳纖維,清潔電力的增加,火電的降低直接減少煤的消耗,讓天更藍、山更綠、水更清。

    碳纖維行業中K\T\M等標準術語的含義:

    K代表著千的意思,12K,就是一萬兩千根纖維絲束組成。

    T代表拉伸強度:是指材料在拉伸過程中可承受的最大應力,表征沿軸向方向承受應力的能力。

    M代表模量:是固體在載荷下的剛度或對彈性變形的抵抗力的量度,表征垂直于物體方向受應力的彈性。

    簡單來說:拉伸強度是長度方向的,楊氏模量是垂直長度方向的。T和M分別代表兩個產品系列。

    碳纖維的技術難點是什么?

    碳纖維的生產是一項集多學科、精細化、高尖端技術于一體的系統工程,其涉及物理、化學、紡織、材料、精密機械、自動化等多個學科領域;有1000多個參數的高精度控制,核心控制參數300多個,且都是聯動的,牽一發而動全身。

    在碳纖維研發過程里,也見證了公司的發展,您有什么印象深刻的故事?

    條件再差也要創造條件。那時候條件比較差,儀器設備機器簡陋甚至沒有,很多測試我們用自己的方法,也形成一些非常行之有效的經驗,比如預氧化階段我們通過點燃看絲的燃燒火焰判斷反應程度、用烘箱烘干油劑成油皮用手感觸粘性和彈性,等等。其實也正是這種積極向上的態度將碳纖維難題一個個解決。

    再有就是大家很團結,很能吃苦,張國良總帶著大家一起,有凝聚力,每解決一難題都有喜悅。碳化車間因為有氧化爐、低溫陸、高溫爐一系列加熱爐,夏天的時候車間很容易超過40度,進車間2分鐘內全身濕透,基本一天要濕透4-5回,工裝后背都有白色鹽的痕跡,但是我們的研發團隊都是這樣常年呆在現場一線解決難題。

    中復神鷹碳纖維萬噸基地的建設有哪些意義:

    中國建材西寧萬噸的碳纖維基地是中國首個萬噸碳纖維生產基地,實現了國產高性能碳纖維穩定供貨,對關鍵原材料自主保障提供支撐,也是我國碳纖維事業蓬勃發展的里程碑事件,提升了國產碳纖維的國際競爭力和影響力,有力推動了碳纖維行業進一步高質量發展。

    3D打印混凝土篇

    設計“喵塢”的契機是什么?

    給流浪狗流浪貓建立庇護所,把技術和人文關懷相結合,就產生了這么一個idea,進一步設計打印出來了。

    什么是3D打印混凝土呢?

    3D打印混凝土就是利用計算機建模,打印機重復鋪設混凝土材料,從而構建出物體的技術。3D打印技術將建筑模型轉化為打印路徑,利用打印系統,將混凝土材料,精確逐層疊加累積成型。這就是3D打印混凝土。

    3D打印能不能蓋房子?

    肯定的回答是可以,國內國外都有很好的示范點,我們中國其實是走在世界的前列的,工程點甚至比國外多。目前還有一些技術有待完善和成熟,未來十年之內很可能大家就可以在網上下單打印建筑了。

    3D打印混凝土和傳統混凝土有什么區別?

    3D打印技術,形式自由,無需模板支撐,總結起來,無模板、自動化、低碳化、少人化或者無人化、可打印復雜外形是3D打印混凝土技術的主要優勢。

    對從事混凝土和水泥研究的年輕人的建議:

    第一是創新,無論是科研還是產業化的道路上,我們要不斷地用創新的眼光來看待問題,要思考如何將傳統行業與新技術相結合,比如數字化與傳統建材結合形成3D打印技術等利用多學科交叉的思維方法來尋找創新路徑。第二是堅持,一個新事物的出現總會伴隨一些新問題,在解決這些新問題的過程是比較枯燥乏味的,但只要沉下心堅持下去,終有一天會“撥開烏云見天日”,取得成果。

    非金屬礦石篇

    非金屬礦產是什么,還有其他種類的礦產嗎?

    礦產資源可以分為四大類,分別為金屬礦產,如金、銀、銅等;能源礦產,如石油、天然氣等;水氣礦產,例如礦泉水;非金屬礦產,如石墨、石灰巖等。非金屬礦產是指自然界除了金屬礦產、能源礦產和水氣礦產之外的,在當前技術經濟條件下可供人類社會需求而提取非金屬化學元素、化合物或可直接利用的天然礦物和巖石。

    目前我國已發現的礦產有多少種?

    目前我國已發現的礦產有170多種,其中非金屬礦產有90多種,占總數一半以上,按用途等細化亞礦種160多種,例如石灰巖可以分為水泥用、電石用、化肥用、制堿用、熔劑用、玻璃用、建筑用、制灰用、飾面用等9個亞種。

    地質礦產是如何發現的呢?

    地質礦產的發現一般利用地質方法、物探方法、化探方法、遙感方法,首先開展大面積的區域地質和礦產調查評價,確定找礦重點區,再對重點區進行地質勘查,主要分普查、詳查和勘探,一般采用精細地質填圖、物探測量、化探測量、地表揭露、深部鉆探控制、實驗測試等手段進行找礦。

    您能介紹一下晶質石墨礦嗎?

    晶質石墨是國家戰略非金屬礦產,主要成分是碳,與金剛石成分相同,鉛灰色、質軟、有滑膩感、污手,鱗片狀,熔點3850度,具有潤滑性、耐高溫、導電性等性能。我們日常的鉛筆筆芯、打印機碳粉都是用石墨制造的,近年來石墨在戰略新興產業領域作用越來越突出,如新能源汽車鋰離子電池負極材料。風力發電儲能電池、石墨烯新型涂料等。

    石灰巖的主要用途是什么呢?

    石灰巖是生產水泥主要原料,生產1噸水泥大概需要0.8噸石灰巖,2021年,全球水泥用石灰巖產量44億噸,中國產量25億噸。

    高嶺土有何特點呢?

    高嶺土,因為在中國景德鎮附近高嶺山地區被廣泛發現而得名,是一種以高嶺石族粘土礦物為主的粘土和粘土巖。主要呈白色,有時因含有機質而呈灰或灰黑色,但煅燒后即成白色,一般較軟,具有良好的可塑性、粘結性和耐火性等特性。高嶺土用途廣泛,如生產日用陶瓷、造紙、化妝品面膜、油漆、涂料等都離不開高嶺土。

    膨潤土又有哪些特性呢?

    膨潤土,是一種主要由蒙脫石(含量40-50%)組成的粘土巖,是火山灰或凝灰巖等水解的產物,主要呈白、灰白色,質地較軟,具有極強的吸水性,吸水后體積可膨脹10-30倍,還有良好的粘結力和耐火性??煞譃殁c基膨潤土和鈣基膨潤土等,鈉基膨潤土優于鈣基膨潤土,吸水率、膨脹性更大,黏度大,熱穩定性更好。

    欲乱艳荡少寡妇全文阅读

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