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玄武岩纤维是一种受到国家产业政策大力扶持的高性能无机纤维,耐酸碱性能好,力学性能优越,此外其绝热隔音性能优异,电绝缘性能好。在本课题中,主要围绕了通过外加组分的方式改变玄武岩纤维中的铁还原指数并借助可见光分光光度计、X射线荧光光谱和穆斯堡尔谱仪等三种方法分析对比测得,而利用单纤维强力仪和高精度电子天平对不同铁还原指数玄武岩纤维的力学性能和耐酸碱性能进行了分析,得到了玄武岩纤维中的铁还原指数对纤维性能的影响规律。具体研究由以下三部分组成:第一部分先探讨了实验室制备玄武岩纤维工艺上的一些问题,基于实验室的实际情况确定了制备的工艺,而后用外加助剂的方式改变了玄武岩纤维中的铁还原指数。用XRD分析制备的纤维物相组成,用傅立叶红外光谱分析纤维表面化学键,结果表明所制备的纤维均为玻璃态,且表面并没有明显的化学键结构变化。用可见光分光光度法分别测得原料是来自安徽和山东两地的玄武岩纤维的总铁含量为5.57wt%、9.16wt%,同样的两种样品采用X射线荧光法进行分析测试,得到总铁含量分别为5.76wt%、9.10wt%,两种方法所测得的玄武岩纤维中总铁含量差值比率均小于2%。用穆斯堡尔谱仪对铁还原指数为0.64的玄武岩纤维中铁元素进行价态分析,结果发现二价铁氧化物和三价铁氧化物的占比分别为64.26wt%和35.74wt%,同用可见光分光光度法测得的结果差值比率小于1%,故认为可见光分光度法用于分析玄武岩纤维中铁还原指数所得的结果是比较精确的。第二部分主要研究了玄武岩纤维中铁还原指数对其密度、纤度及力学性能的影响,结果表明随着铁还原指数的增大,纤维的密度和纤度几乎没有改变,而纤维的单丝抗拉强度逐渐提高;当铁还原指数为0.31时,纤维单丝抗拉强度为865.7MPa;当铁还原指数增大到0.87时,纤维单丝强度提高到981.3MPa,提高幅度达13.35%。第三部分重点研究了玄武岩纤维中的铁还原指数的改变对其耐酸耐碱性能的影响。结果表明,在铁还原指数保持不变的情况下,酸和碱腐蚀后纤维的抗拉强度保持率和质量保持率均降低;在经过相同浓度的酸碱溶液腐蚀后,其中酸腐蚀的程度几乎与铁还原指数变化无关;而在同等浓度的氢氧化钠溶液条件下,随着铁还原指数的增大,玄武岩纤维的质量保持率和抗拉强度保持率逐步减低。当氢氧化钠溶液浓度为0.5mol/L时,铁还原指数为0.21的玄武岩纤维质量保持率和抗拉强度保持率分别为97.5%、67.8%,当铁还原指数增大至0.87时,质量保持率和抗拉强度保持率降低至93.6%、51.5%。