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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。
