你见过这么极具冲击力的时势吗？一辆特制超长平板车驮着一派风力发电叶片冉冉驶过，叶片长度堪比半节火车厢。已知全球最长的海优势电叶片最长可达150米，单支分量超百吨，是名副其实的“追风巨臂”，随机坐飞机通过舷窗也能看到山上种满了这种“大风车”(见图1)。但险些没东谈主会把这个百米级的工业巨物，和当下火热的东谈主工智能(AI)扯上考虑。AI算力硬件体系确立在一块块精密的印刷电路板(PCB)之上：尺寸不错小到2mm×2mm，里面却有十分精密的电路。这两者体量进出数十万倍，专揽场景天壤之隔万博manbext体育官网app(中国)官方网站，看似毫无杂乱却分享着吞并种中枢材料——玻璃纤维。它在咱们的日常生存和工业坐褥中看似普通却无处不在，外不雅细如发丝、轻若棉絮，但强度却大概并排钢材，被誉为“无机纤维之王”。
图 1 风电叶片的运输以及风电安装的像片
什么是玻璃纤维
玻璃纤维，顾名想义，等于将高温熔融的玻璃质材料经过拉丝处置获得纤维状材料，玻璃纤维单丝直径仅5-25微米(头发丝的1/20)，肉眼险些难以分辩。它和玻璃的构成成份大体一致，使用的原料大多数皆是天然界的矿物，如石英砂、石灰石、白云石和叶蜡石等。它的优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性能好以及机械强度高等，是复旧当代化工业的中枢基础材料。
玻璃纤维被平淡专揽于国民经济各个领域，是国度重心饱读动发展的新材料产业， 在《产业结构转折辅导目次(2024 年本)》中，建材领域的玻璃纤维考虑技俩被明确列入饱读动类投资目次，具体支抓范围涵盖三大地方：
(1)鸿沟化的池窑拉丝产能缔造
8万吨/年及以上无碱玻璃纤维粗纱(单丝直径>9微米)池窑拉丝本事和5万吨/年及以上无碱玻璃纤维细纱(单丝直径≤9微米)池窑拉丝本事，引颈行业往高效坐褥模式升级。
(2)高性能、特种玻璃纤维的制造
掩盖超细(单丝直径≤5微米)、高强、高模、耐碱、低介电、低膨大、高硅氧、可降解、异形截面、本色彩色、有机纤维复合等高性能及特种玻璃纤维开发与坐褥，可精确匹配各领域互异化的需求。
(3)完善产业配套
玻璃纤维毡、布等下流成品坐褥，鼓舞玻璃纤维产业链向下流专揽的蔓延。
玻璃拉丝的本事发祥不错操心到古埃实时辰(约公元前1500年)，如图2所示，工匠们将玻璃碎屑经加热至糊状后塑成圆柱体，螺旋缠绕于金属棒上。将金属棒滚压于平面直至玻璃棒缩减至铅笔粗细，冷却后因金属约束率大于玻璃，金属棒便可应对取出，这么就形成了螺旋形玻璃，之后再次被加热、拉伸之后不错达到3毫米粗细，这些细长的玻璃棒便成为后续玻璃成品的原料。
图2(a)纪录原始玻璃手工制造工艺的壁画；(b)经过彩色玻璃丝守密的器皿
玻璃纤维的专揽
玻璃纤维的专揽主要分为两大类：径直使用和动作增强材料复合使用。
(1)径直专揽
图3 玻璃纤维径直专揽的几类场景
图3给出了玻璃纤维径直专揽的几类场景。由于玻璃纤维具备耐高温、导热扫数低以及不燃的特色，常动作空气过滤器、核电站液体过滤和工业滤布的过滤材料，尤其是在水泥窑尾、冶真金不怕火和燃煤汽锅等高温烟气的除尘领域，同期玻璃纤维还可用于建筑保温棉以及雪柜隔热层。市面上最常见的熄灭毯亦然玻璃纤维材料，天然玻璃的硬度很高，然而制备成玻璃纤维后，熄灭毯不错变得像蚕丝通常十分柔嫩，同期又具备不燃的特色。
(2)玻璃纤维增强复合材料
玻璃纤维单独使用时，脆性大、韧性不及且易洒落，无法承重，工业中频繁与树脂、水泥等基体复合使用，图4给出了玻璃纤维增强复合材料的主要专揽领域。
最平淡的专揽领域等于将玻璃纤维与千般树脂基复合制备成玻璃纤维增强塑料，也等于咱们俗称的玻璃钢。它的优点是力学性能好，密度低，耐腐蚀和绝热等。小到合金筷子(不含任何金属因素，因碰撞时发生访佛金属的动听声息，是以被叫作念合金筷子)、网拍子和垂纶竿，大到风力发电叶片，游艇船舶壳体，皆有玻璃钢的身影。
玻璃纤维还不错与混凝土、水泥、石膏板等建筑材料复合使用，玻璃纤维增强混凝土的优点是强度高，历久性好和造型开阔等，目下一经成为建筑工程领域不行或缺的一部分，玻璃纤维增强水泥还不错被塑形成千般体式和颜色，以餍足建筑好意思学的千般化需求。从结构的加固到防火保护，再到历史建筑的修缮中，玻璃纤维在普及建筑性能和延长建筑寿命方面发达了要害作用。
玻璃纤维还有一大专揽领域是在电子电器和信息行业，玻璃纤维频繁和树脂、木浆、铜箔等共同制备出覆铜板，覆铜板是印刷电路板的中枢部件，为电路提供绝缘保护、结构复旧，保险电子开采沉着开动。下流产物平淡专揽于打算机、自动驾驶、AI就业器和航空航天等领域。
图4 玻璃纤维增强复合材料的主要专揽领域
常见的一些误区以及使用教唆
误区一：玻璃纤维会致癌，恒久战斗危害大
这是传播最为平淡的误区，事实上贯串玻璃纤维仅被归类为第3类致癌物，即“现存笔据不及以解说其对东谈主类致癌”。玻璃纤维质料脆、易断裂，东谈主体可正常代谢排出，仅属于刺激性物资，无昭着致癌风险。
关于巨匠而言，玻璃纤维主要的危害是物理刺激，有新闻报谈过有东谈主因拆快递时劣质玻璃纤维成品断裂，导致数十根“细针”扎入眼睛，需要屡次手术智商取出，流程畸形心事。同期，如若吸入了飘散的纤维粉尘可能会刺激鼻腔、咽喉，引起咳嗽、喘气等不适。关于已患有哮喘或支气管炎的东谈主，大批袒露可能会加剧症状。而关于恒久战斗玻璃纤维的坐褥线工东谈主，粉尘和杂音是主要的工作病危害因素，因此工场需要重心驻扎，盲从考虑的国标表率(玻璃纤维工场遐想表率GB 51258-2017)。
误区二：被玻璃纤维扎手会长久残留、无法取出
咱们在战斗玻璃纤维后，会出现皮肤刺痛、发痒的症状，会误以为玻璃纤维扎根皮肤无法拆除，实践上由于玻璃纤维边际敏感、质料鉴定，会划伤皮肤上层，并不会形成长久挫伤。
在咱们的日常生存中，如使用熄灭毯时，应按照评释书正确使用，不行径直用手战斗。其他情况下的玻璃纤维频繁不以真面庞示东谈主，而是被埋在千般基体中，如上文所述的混凝土、水泥、塑料等。然而在使用的流程中，通常会产生基体的蹧蹋，老化以及断裂等，此时玻璃纤维就会暴闪现来，要是失慎战斗到玻璃纤维，不要慌，领先用胶带轻轻地将扎入皮肤的玻璃纤维粘出来，随后用肥皂洗手，用冷水抓续的冲洗，如若照旧不适，应该实时就医。
误区三：玻璃纤维易燃，不防火
有些东谈主世俗看到的玻璃纤维频繁搭配树脂、塑料使用，误以为玻璃纤维也易燃，但其实玻璃纤维自身是宽裕的阻燃、不燃。玻璃纤维在高温下也只会软化，不会产生明火，不会废弃，是公认的A级防火材料。
从不起眼的超细(单丝直径≤5微米)纤维，到复旧风力发电、航空航天和AI的中枢材料，玻璃纤维凭借沉着、优异的性能，成为当代工业的“基石材料”。褪去巨匠对它的知道误区，咱们能看到其无可替代的产业价值。跟着坐褥本事抓续升级、高端特种玻璃纤维不断迭代，玻璃纤维过甚复合材料将会在更多的新兴领域内发光发烧，抓续鼓舞我国的工业转型升级与科技越过。
作家：高煌 中国科学院大学博士
审核：姚巧红 高档工程师、北京大学化学与分子工程学院博士万博manbext体育官网app(中国)官方网站