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你知道嗎？為什麼礦棉被稱為“人造礦物纖維”？這背後有何科學？
你知道嗎？礦棉不僅是建材中的重要角色，還因其獨特的製作過程而被稱為“人造礦物纖維”。這一名稱背後隱藏著哪些科學原理？本篇文章將深入探討礦棉的成分、製作歷史及其多樣化用途。
礦棉的定義及類型
礦棉是由熔融的礦物或岩石材料，如爐渣及陶瓷，通過旋轉或拉伸形成的纖維材料。它包括多種型號，如石棉和爐渣棉，而在歐洲則還包括玻璃棉。其能夠廣泛應用於熱絕緣、過濾、吸音及水耕生長介質等領域。
礦棉產品包括石棉、爐渣棉及玻璃棉。這些人造纖維使其具備多樣的形狀和用途，並且在觸感上有棘手的特徵。
歷史背景
礦棉的歷史可以追溯到19世紀，1840年，英國的愛德華·帕里首次製作爐渣棉，但因為生產過程中沒有控制好，纖維飄散到工廠空氣中，造成工人健康危害，這一技術不得不被放棄。直到1870年，美國的約翰·普雷耶專利了一種更有效的礦棉製作方法，並於1871年在德國進行商業生產。
這一過程涉及用強勁的氣流吹送液態鐵爐渣，形成纖維，這與自然界中火山熔渣因風吹而產生的“佩雷之髮”相似。
高溫礦棉的特性
高溫礦棉專為高溫隔熱而設，能耐受高於1000°C的溫度，主要應用於工業爐和冶煉廠。儘管其生產成本較高，且供應有限，但在高溫工業應用中仍被廣泛使用。
礦棉的製造過程
石棉的製作過程包括在約1600°C的高溫下，將熔化的岩石氣流噴入空氣或蒸汽。這些熔瓦通過高速的旋轉設備，使其變成細小的纖維，最終形成一團交錯的纖維質地，直徑通常為2到6微米。
多樣的應用
礦棉的個別纖維導熱性能良好，但當壓縮成卷狀或板狀時，其利於隔絕空氣的特性使其成為優良的絕緣和隔音材料。儘管在強火中不免受到影響，但礦棉在被動防火材料中，因高耐火性而成為廣泛使用的建材。
礦棉的應用案例不僅限於建築材料，還包括＂水耕栽培＂領域，因其纖維結構有助於植物穩定且水分及空氣的良好保持。
安全性與健康影響
國際癌症研究機構(IARC)在2002年進行的研究中顯示，某些人工礦物纖維可能對人類健康造成潛在風險，尤其是那些不易降解的材質，例如耐火陶瓷纖維。然而，大多數近年來推出的玻璃棉及石棉等礦棉產品，被認為在人體健康方面是不可分類的。隨著科技及製造技術的進步，新的礦棉產品逐漸出現，並被認為是低致癌性材料。
對於工作場合的安全性，OSHA設立了對於礦棉纖維的合法暴露限值，確保工人不會遭受過多的健康威脅。
未來的替代材料
隨著對環境影響及健康風險的重視，市場上越來越多的替代材料，如麻、亞麻、羊毛等，開始興起。這些生物可降解材料相較於礦棉具備更好的可持續性，但在某些性能上可能不如礦棉。
礦棉作為一種重要的建材，無疑在許多行業中發揮著重要的作用。然而，這項技術未來是否會因為新材料的崛起而逐漸淡出市場呢？
