本发明涉及一种高强度连续玄武岩纤维组合料，属于新型材料技术领域。
背景技术：
随着连续玄武岩纤维的应用领域的扩大和复合材料的飞速发展，人们对玄武岩纤维的性能要求也在不断提高。目前，风力发电叶片、压缩天然气储罐、长纤维增强热塑料、航天航空、防弹装甲等领域都要求拥有更高的力学性能、耐腐蚀性、经济优质的高强度连续玄武岩纤维的稳定来源。
玄武岩是以天然的火山岩为原料，通过高温熔融拉丝而成的连续纤维，它具有原料来源广泛便宜、生产中无“三废”产生，综合性能好、性价比等优点。近年来，有通过添加外加剂如Al2O3，或是通过改变熔制气氛，提高Fe2+/Fe3+比例来提高连续玄武岩纤维强度的方法，但是以上方法存在以下问题：1)添加外加剂使得玄武岩熔体中的气泡增多，需改变窑炉设计或是提高熔化温度或是延长熔化时间来减少气泡；2)改变熔制气氛，需改变需窑炉装置；3)提高了玄武岩玻璃的粘度，影响玄武岩玻璃的均匀性；4)不但原料上增加生产成本，改变生产工艺也使得生产成本增加。
作者在前期的研究中发现，连续玄武岩纤维的拉伸强度与玄武岩的主化学成分SiO2含量、主矿物组分(石英、正长石、斜长石和辉石)以及熔体的均质化有关。连续玄武岩纤维的拉伸强度随着SiO2含量的增加而提高；随着石英、正长石合斜长石含量的增加而升高，随着辉石含量的增加而减少；玄武岩熔体的均质性越好，越有利于提高玄武岩玻璃熔体的均质性，从而有利于连续玄武岩纤维的拉伸强度的提升。而玄武岩玻璃熔体的均质化与玄武岩的生产工艺性能，如：粘度、熔化温度、析晶上限温度和纤维成型温度范围等有关，也与玄武岩的化学成分和矿物成分有关。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种提高连续玄武岩纤维拉伸强度的连续玄武岩纤维生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种连续玄武岩纤维生产工艺，其特征在于，包括配料工序、熔融工序和纤维成型工序，所述选料工序配置混合料，混合料由高SiO2含量的玄武岩和低SiO2含量的玄武岩按质量百分比10-60：40-90混合而成，高SiO2含量的玄武岩和低SiO2含量的玄武岩均为硅饱和或过饱和岩石。
高SiO2含量的玄武岩SiO2的含量为55-75％，低SiO2含量的玄武岩SiO2的含量为40-55％。
所述高SiO2含量的玄武岩为安山岩、粗安岩、英安岩、粗面英安岩或流纹岩，低SiO2含量的玄武岩为玄武岩、玄武岩安山岩、粗面玄武岩或玄武粗安岩。
混合料中高SiO2含量的玄武岩中的岩石种类为一种，混合料中低SiO2含量的玄武岩中的岩石种类为一种或多种。
所述混合料的主要矿物组分为石英、正长石、斜长石或辉石，其中石英、正长石或斜长石中的一种或一种以上的含量高于混合前的单一玄武岩。
所述混合料的主要矿物组分满重量百分比足：斜长石:45％-60％，石英：>10％或正长石>10％。
本发明在不改变原有工艺和装置的情况下，通过矿石混料的方法，在低SiO2含量的玄武岩中引入高SiO2含量的玄武岩，形成玄武岩组合料。与单一玄武岩相比，玄武岩组合料的化学成分和矿物组分的变化提高了玄武岩纤维的拉伸强度，玄武岩熔制性能的优化促进了玄武岩玻璃的均质化，从而提高了玄武岩纤维的拉伸强度。
本发明连续玄武岩纤维组合料的玻璃粘度，1450℃时的粘度为50-350dPa﹒s，且1300℃时粘度为200-2000dPa﹒s。
本发明连续玄武岩纤维组合料的析晶温度低于单一玄武岩玻璃的析晶温度、组合料玄武岩玻璃的纤维成型温度范围宽于单一玄武岩玻璃的纤维成型温度范围。熔制性能的优化，有利于玄武岩熔体的均质化，有利于提高连续玄武岩纤维的拉伸强度。
有益效果：
(1)以前的技术是通过往玄武岩中添加一种或多种氧化物来提高连续玄武岩纤维的某一性能，这种技术增加了玄武岩熔体的均质化难度，同时带入更多的气泡进入熔体，使得拉丝作业不顺畅。而本发明中，通过两种或两种以上玄武岩混合均化，既保留了原料的纯天然性，又不改变原有的生产工艺路线和装备，还能降低生产成本。
(2)本发明中，当玄武岩组合料中SiO2含量大于单一玄武岩的SiO2含量时，玄武岩组合料纤维的拉伸强度高于单一玄武岩纤维的拉伸强度。更有甚者，当玄武岩组合料中SiO2含量接近或小于单一玄武岩的SiO2含量时，玄武岩组合料纤维的拉伸强度仍旧高于单一玄武岩纤维的拉伸强度，这是由于混料使得玄武岩的主要矿物组分的种类和含量发生变化(石英、正长石、斜长石含量增加，辉石含量减少)，从而对连续玄武岩纤维的拉伸强度的提高产生有利影响。
(3)石英、正长石、斜长石为架状结构的硅酸盐，含量增加使得矿物组分中架状结构的硅酸盐矿物的增加，使得进入玄武岩玻璃熔体中的架状结构的多面体数目增多，从而提高了玻璃网络结构连接的紧密度，进而提高了连续玄武岩纤维的拉伸强度。
(4)本发明在提高连续玄武岩纤维的拉伸强度的同时，优化了玄武岩的熔制工艺和纤维成型工艺，提高了玄武岩熔体的均质性，大大优化了连续玄武岩纤维的生产工艺。
具体实施方式：
实施例一：
将安山岩和玄武岩分别粉碎至1-3mm，清洗、烘干，然后均匀混合。把混合后的玄武岩组合料倒入铂金坩埚中，1500℃下保温6小时，其中搅拌3-4次，待玄武岩组合料的玻璃液完全均化后，玄武岩玻璃熔体从铂金坩埚底部流出到不锈钢板上，自然冷却，得到玄武岩玻璃。取一定量玄武岩组合料玻璃，分2-3次加入到单孔坩埚拉丝炉的铂金坩埚中，1500℃下保温4小时，玄武岩玻璃液从单孔中流出，通过拉丝机拉制得到连续玄武岩纤维单丝。连续玄武岩纤维的成分和物化性能见表1。
AN未测的拉伸强度，是因为AN安山岩的粘度太大，在1500℃下未制得连续玄武岩纤维。混料后的连续玄武岩纤维的强度高于混料前单一连续玄武岩纤维的强度；同时玄武岩玻璃的粘度得到优化，析晶上限温度降低，纤维成型温度范围变宽，这都提高了玄武岩熔体的均质化。对于BF样品来说，拉伸强度的提高主要是因为SiO2含量增加，矿物组分发生变化；对于AN样品来说，拉伸强度的提高主要是因为熔制性能得到优化，玄武岩玻璃的均质化提高。
表1 玄武岩混合料的成分和物化性能
注：纤维成型温度为拉丝温度与析晶上限温度的差值。
实施例二：
将两种安山玄武岩分别粉碎至1-3mm，清洗、烘干，然后均匀混合。把混合后的玄武岩组合料倒入铂金坩埚中，1500℃下保温6小时，其中搅拌3-4次，待玄武岩组合料的玻璃液完全均化后，玄武岩玻璃熔体从铂金坩埚底部流出到不锈钢板上，自然冷却，得到玄武岩玻璃。取一定量玄武岩组合料玻璃，分2-3次加入到单孔坩埚拉丝炉的铂金坩埚中，1500℃下保温4小时，玄武岩玻璃液从单孔中流出，通过拉丝机拉制得到连续玄武岩纤维单丝。连续玄武岩纤维的成分和物化性能见表2。
混料后的连续玄武岩纤维的强度高于混料前单一连续玄武岩纤维的强度，同时玄武岩玻璃的粘度得到优化，析晶上限温度降低，纤维成型温度范围变宽，这都提高了玄武岩熔体的均质化。从表2中，我们可以看出，混合料的SiO2和Al2O3含量尽管小于单一玄武岩BF5，但其拉伸强度仍高于BF5，是因为混合料的矿物组分发生变化，正长石含量增加，辉石含量减少，提高了玄武岩网络结构的紧密度，从而有利于拉伸强度的提高。
表2 玄武岩混合料的成分和物化性能(wt％)
注：纤维成型温度为拉丝温度与析晶上限温度的差值。