嫦娥六号带回的玄武岩：从铺路石到高科技材料的蝶变之旅

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嫦娥六号探月任务在完成采样任务的同时，还带出了一块非凡的石头走出“圈子”。这种非凡的石头就是玄武岩。玄武岩在地球上并不稀缺，价值自然不高。原本只是一块普通的铺路石，但嫦娥六号选择了玄武岩作为月球背面旗帜的主要材料。由玄武岩复合材料编织而成的五星级红旗，可抵抗高低温循环和强剂量辐射。虽然它有“石头身躯”，但它灵活且轻便。让我们走进玄武岩的世界，体验玄武岩如何完成从“铺路石”到“高科技”的转变。

廉价的“铺路石”

玄武岩是由玄武岩浆凝固而成的火山岩。其矿物成分根据其形成过程中的化学条件而变化。一般来说，玄武岩颜色较深，质地较细，较致密，强度较高。最初，这种岩石主要用作铺路石。然而，不要低估铺路的石头。这里面还有很多学问呢！例如，铺路所用的石料应满足路面防滑、抗压、抗冻等要求，以保证道路的安全性、可用性和长期有效性。玄武岩很好地满足了这些要求，因此是一种高品质的“铺路石”。现在，玄武岩已成为修建公路、铁路、机场跑道等交通设施石材中的最佳材料。

硬铸石

玄武岩也是制造铸石的重要原料。铸石是以玄武岩等材料为原料，经过配料、熔化、浇注、热处理等工艺制成的硅酸盐结晶材料。铸石作为一种重要的非金属材料，具有硬度高、耐腐蚀、耐磨等显着特点。因此，广泛应用于电力、煤炭、矿山、冶金、化工、建筑等行业。

玄武岩具有良好的耐磨性、优异的抗折性、吸水率低。因此，它也是一种良好的建筑装饰材料，可广泛应用于市政工程、生态广场、停车场、酒店、园林等。适用于景观、家庭住宅等各种场所的装饰。

玄武岩的神奇转变

现代玄武岩新兴产业的孕育和发展是从“画石”开始的。然而，玄武岩“拉丝”是一项技术活动，没有成熟的工艺和技术很难完成。

毕竟，“拉”玄武岩与纺棉花不同，因为玄武岩本身既硬又脆，无法扭曲或拉细。那么玄武岩纤维如何生产呢？事实上，我国从20世纪末就开始重视连续玄武岩纤维的开发。 2002年，连续玄武岩纤维及其复合材料的开发列入科技部“863计划”； 2004年被列入国家“火炬计划”。 20年来，我国连续玄武岩纤维研发取得重大突破，成为世界上为数不多的生产技术领先的国家之一。

那么，连续玄武岩纤维是如何生产的呢？通常，连续玄武岩纤维生产工艺采用纯天然玄武岩材料为原料，将其粉碎并添加到熔炉中。在1450℃至1500℃的高温熔化条件下，通过铂铑合金拉丝漏板进行高速拉丝。

连续玄武岩纤维一般呈棕色，具有金属光泽，直径比人的头发细。不要低估玄武岩纤维。它是与碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等高科技纤维并驾齐驱的新兴纤维材料。玄武岩纤维具有高强度、电绝缘、耐腐蚀、耐高温、抗老化等许多优良性能，对环境非常友好。因此，它是一种新型绿色环保高性能纤维材料。

石纤维形状图例

玄武岩资源丰富，其纤维生产流程短，其生产能耗是所有高科技纤维中最低的。这就是玄武岩纤维的经济优势。 20多年来，玄武岩纤维作为我国重点发展的第四种高科技纤维，已在建筑、环保、能源、汽车、航天、军工、造船等领域得到应用，并展现出强大的生命力。

玄武岩纤维的强度约为普通钢筋的三倍，而其密度仅为钢材的四分之一左右。如果用玄武岩纤维代替钢铁，无疑将是节约金属资源的重要途径。玄武岩纤维以其独特的力学性能、良好的稳定性和较高的性价比成为良好的混凝土增强材料，在建筑领域具有广阔的发展前景。

玄武岩纤维可耐低温和高温（-269℃～650℃），并具有隔热、防辐射性能。例如，加捻玄武岩纤维可以像棉线一样织成布，用来制作消防服。有了这样的防护服，消防员就能轻松抵御高温环境。用玄武岩纤维制成的宇航服可以耐高温、隔热强热、阻挡辐射，保证宇航员在太空的安全。

玄武岩纤维与聚合物基体制成纤维增强复合材料，可用于制造坦克、船舶、飞机的壳体，在航空航天、建筑材料、路桥、船舶、风电等领域有重要用途字段。近年来，我国科学家利用玄武岩纤维中含有的金属元素，实现了碳纳米材料在纤维表面的可控生长，从而生产出玄武岩导电纤维材料，拓宽了玄武岩纤维在电磁屏蔽等领域的应用价值。

伴随嫦娥六号登月的“石头版”国旗采用以玄武岩纤维为基础的高性能复合材料制成。这种高性能复合材料技术含量高，可以承受月球高真空、高低温循环、强剂量紫外线辐射等极端环境条件。虽然是“石头版”国旗，但其质量仅为11.3克，比嫦娥五号登月所携带的国旗轻了0.5克。

选择玄武岩纤维作为旗帜材料。除了其独特的性质外，玄武岩在月球上分布广泛也是一个重要原因。未来，随着月球开发的推进，月球玄武岩开发可能会被提上日程。届时，玄武岩纤维有望广泛应用于宇航服、太空舱、月球基地等领域。

本文摘自《百科知识》2024.8B

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