玄武岩：“拉丝”蝶变 月宫出“圈”

嫦娥六号的登月之旅，在完成采样任务的同时也把一种非凡的石头带出了“圈”，这种非凡的石头就是玄武岩。玄武岩在地球上的储量并不稀少，身价自然也不高，最初只是一种普通的铺路石料罢了，但嫦娥六号却选中玄武岩作为月背国旗的主材料。用玄武岩复合材料织造的五星红旗既耐高低温循环，又耐强剂量辐射，虽为“石头身”，却能做到柔韧、轻质。让我们走进玄武岩的世界，去感受玄武岩是如何完成从“铺路石”到“高科技”蝶变的。

廉价的“铺路石”

玄武岩是一种由玄武岩浆凝固而成的火山岩，其矿物成分因其形成过程中的化学条件不同而存在差异。通常，玄武岩颜色较深、纹理较细、密度较高、强度较大。最初，这种岩石主要是用作铺路的石子。不过，你可别小看这铺路的石子，这里面也有很多学问呢！比如，铺设道路的石子应满足路面的防滑性、抗压性和抗冻性等要求，以此来保证道路的安全性、使用性以及长效性。玄武岩能够很好地满足这些要求，因此是一种优质的“铺路石”。现在，玄武岩已成为建设公路、铁路、机场跑道等交通设施所用石料中最好的材料。

坚硬的铸石

玄武岩还是制造铸石的重要原材料。铸石是一种利用玄武岩等材料经配料、熔融、浇注、热处理等工序加工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、抗腐蚀、耐磨损等显著特点，因此被广泛应用于电力、煤炭、矿山、冶金、化工、建筑等行业。

玄武岩具有很好的耐磨性和出色的抗折性，并且吸水率很低，因此也是一种很好的建筑装饰材料，可被广泛应用于市政工程、生态广场、停车场所、宾馆酒店、园林景观、家庭住宅等各种场所的装饰。

玄武石的魔变

现代玄武岩新兴产业的孕育和发展是从“石头拉丝”开始的，然而玄武岩“拉丝”是一个技术活，没有成熟的工艺和技术是难以完成的。

玄武岩“拉丝”毕竟不同于用棉花纺线，因为玄武岩本身既硬又脆，捻不动也拉不细。那该如何生产玄武岩纤维呢？其实，我国从20世纪末就开始关注连续玄武岩纤维的研制工作了。2002年，连续玄武岩纤维及其复合材料研制被列入科技部“863计划”；2004年，其被列入国家“火炬计划”。20多年来，我国在连续玄武岩纤维研制方面取得重大突破，并且成为世界上拥有领先生产技术的少数国家之一。

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是以纯天然玄武岩石料为原料，将其破碎后加入到熔窑中，在1450℃～1500℃高温熔融条件下，通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成。

连续玄武岩纤维的颜色一般为褐色，有金属光泽，直径比头发丝还细。你可别小瞧了玄武岩纤维，它可是与碳纤维、芳纶以及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、抗老化等多种优异性能，并且与环境十分友好，因此是一种新型绿色环保高性能纤维材料。

石头纤维塑造传奇

玄武岩资源丰富，其纤维生产工艺流程较短，生产能耗在所有高技术纤维中最低，这是玄武岩纤维的经济优势。20多年来，作为我国重点发展的第四大高技术纤维，玄武岩纤维已经在建筑、环保、能源、汽车、航空航天、军工、船舶等领域获得应用，并显示出巨大的生命力。

玄武岩纤维的强度大约是普通钢筋的3倍以上，而密度只有钢材的四分之一左右。如果用玄武岩纤维来取代钢材的话，无疑是一个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、良好的稳定性能以及较高的性价比，成为了一种良好的混凝土增强材料，在建筑领域具有广阔的发展前景。

玄武岩纤维既能耐低温又能耐高温（-269℃～650℃），并且具有隔热和防辐射的性能。比如，加捻的玄武岩纤维可以像棉线一样被织成布匹，用来制作消防防护服。有了这样的防护服，消防员可以轻松抵御高温环境。用玄武岩纤维制成的航天服能够耐高温、隔强热并阻挡辐射，可以保障航天员在太空的安全。

将玄武岩纤维和高分子基体制成纤维增强复合材料，可以用来制造坦克、舰船、飞机的外壳，并且在航空航天、建筑建材、道路桥梁、舰艇船舶、风力发电等领域具有重要的用途。近年来，我国科学家利用玄武岩纤维本身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，从而制得了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。

随嫦娥六号登月的“石头版”国旗，是以玄武岩纤维为主的高性能复合材料制成的。这种高性能复合材料具有很高的技术含量，能耐受月球高真空、高低温循环、强剂量紫外线辐照等极端环境条件。虽说是“石头版”国旗，但其质量只有11.3克，比嫦娥五号登月携带的国旗还要轻0.5克。

选定玄武岩纤维作为国旗材料，除了其具有独特的性能之外，玄武岩在月球的分布很广也是一个重要原因。未来，随着月球开发的推进，月球玄武岩开发或将被列入议程，届时，玄武岩纤维有望在航天服、太空舱以及月球基地等方面获得广泛的应用。

本文节选自《百科知识》2024.8B

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