氧化铝纤维束织造过程中摩擦磨损性能研究

运用往复线性摩擦试验方法,搭配自制的摩擦试验夹具,模拟织造过程中氧化铝纤维束-筘齿的摩擦行为,研究加载力、预加张力和摩擦频率对悬空状态下氧化铝纤维束摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着加载力的增加,氧化铝纤维束所受摩擦力及长丝断裂根数增加,摩擦系数减小;在预加张力为0.40 N时,氧化铝纤维束所受摩擦力和摩擦系数出现最小值,磨损程度也最小;在摩擦稳定阶段,摩擦频率增加,则氧化铝纤维束所受摩擦力先下降,后略有上升,当摩擦频率增加至5 Hz时,氧化铝纤维束的摩擦系数较1 Hz时增加18.7％,磨损程度也最为严重.     

三维六向编织预制体的摩擦性能研究

采用190 tex石英纤维,编织三维六向长方体织物,并选用布鲁克(Bruker)UMT摩擦磨损试验机进行摩擦试验,分析三维六向编织预制体在不同载荷以及不同摩擦方向下的摩擦性能。结果表明,在摩擦速率为4 mm/s的情况下,随着法向载荷的增加,织物的摩擦系数不断增加;当载荷为3 N和6 N时,平行花节方向摩擦时织物的摩擦系数小于垂直花节方向摩擦时的摩擦系数;当载荷为9 N时,平行花节方向摩擦时织物的摩擦系数大于垂直花节方向摩擦时的摩擦系数。     

用于热塑复合材料的混合纱织造性能

研究了由玻璃纤维和丙纶纤维组成的包芯编带纱、摩擦纺纱、空心锭子包缠纱以及玻璃纤维纱的织造性能。在设计的实验条件下,经过100次摩擦后,包芯编带纱表面只出现少许毛羽,纱线强力基本没有变化;摩擦纺纱的包覆纤维被完全剥离,纱线强力下降60%;空心锭子包缠纱在摩擦70次左右发生断裂;玻璃纤维纱产生大量的断丝,强力下降52%。三维织造实验表明,包芯编带纱具有优良的可织造性能,而上述其它的纱线难以进行织造加工,特别是难以织造高密织物和三维织物。     

固化工艺对玻璃纤维织物增强材料摩擦性能的影响

针对石棉摩擦材料的分解产物致癌且严重污染环境的问题,以力学性能优异的玻璃纤维织物为基体,以酚醛缩醛黏合剂为固化剂,制成新型无石棉复合摩擦材料。研究了固化温度和固化时间、玻璃纤维织物的纤维方向以及酚醛缩醛黏合剂对该材料摩擦性能的影响。结果表明：当固化温度为180°C,固化时间为1h 时,该复合材料表现出优异的摩擦磨损性能,摩擦因数为0.25,且磨损最小;复合摩擦材料中垂直于纤维方向的磨损量比平行于纤维方向的少;该玻璃纤维复合材料摩擦磨损性能符合使用要求,又因其成本较低、耐热性好、机械强度良好等优点,可被广泛应用于各个领域。     

碳化硅纤维预制体编织损伤特性研究

针对编织过程中碳化硅(SiC)纤维束的摩擦磨损会导致其可编织性下降等问题,在传统抱合力机基础上通过自制载荷可控的抱合夹具,模拟SiC纤维束在编织过程中与机械部件之间的摩擦行为,研究了法向载荷、摩擦速度和摩擦次数对SiC纤维束磨损行为的影响。研究表明:SiC纤维拉伸断裂表现出明显的脆性断裂行为,SiC纤维束的摩擦断裂循环次数随着法向载荷和摩擦速度的增加而显著减少,拉伸强度和断裂伸长率随着摩擦次数的增加而明显降低;当摩擦次数增加到100次时,SiC纤维束的拉伸断裂强力和断裂伸长率较原样分别减小了73%和53%;随着摩擦次数的增加,SiC纤维束破坏主要经历纤维分散、纤维起毛和纤维断裂等损伤过程。     

芳纶/不锈钢纤维混纺机织物电磁屏蔽性能研究

为制备综合性能优异的电磁屏蔽织物,采用芳纶/不锈钢纤维混纺纱,通过改变组织结构、厚度、叠合角度的方法来织造电磁屏蔽织物,并分析其电磁屏蔽性能。结果表明:三原组织中,平纹织物的电磁屏蔽效能最佳,缎纹织物的电磁屏蔽效能最差;织物厚度增加,电磁屏蔽效能随之增强;织物叠合角度为45°时明显优于叠合角度0°和90°时的电磁屏蔽效能;芳纶/不锈钢纤维混纺机织物还具有优异的阻燃性能、机械性能和耐水洗性能。     

年龄及季节对山羊绒摩擦性能影响的研究

为探究年龄及季节对山羊绒摩擦性能的影响,采用Y151型纤维摩擦因数测定仪,测试了0.5、1、2、3岁母羊春季和夏李山羊绒的摩擦因数。根据外观形态特征将山羊绒纤维分成4类：绒纤维、二细纤维、两型纤维和粗毛纤维。针对这4种不同类型的山羊绒纤维进行了大量的摩擦性能测试,基于所得数据分析比较不同年龄、不同季节山羊绒的摩擦特性,为山羊绒加工提供了一定的理论依据。试验结果表明：在夏季,也就是在温度升高、湿度变大的情况下,山羊绒的摩擦因数变大,摩擦效应变大,摩擦性能有所提高;年龄对山羊绒的摩擦性能影响不大。     

高频微幅波对纤维束纤维间摩擦因数的影响

基于采用高频微幅波消除短纤维柬牵伸波的设想,对高频微幅波改变纤维束纤维间摩擦因数的机制做了理论分析.高频微幅波的高频线性交变振动不仅改变纤维之间相对静止的状态,使纤维由静摩擦变成动摩擦状态(或动摩擦占优),还使纤维相互分离并形成了高压气膜,纤维间实际接触面积减少,从而使纤维束间的摩擦因数减小.通过对游浮纤维的受力和运动...     

织物含水率对其湿摩擦性的影响

织物的摩擦性能在一定程度上可以间接地反映其刺痒感和湿黏感。选用4种不同规格的聚酯/棉/麻混纺织物,利用FTT织物触感仪对织物进行动摩擦性能测试,通过调节织物含水率,模拟不同的湿度环境,研究织物在被汗液或雨水浸湿后表面动摩擦因数的变化。结果显示:织物含水率较小时,织物的动摩擦因数随着织物含水率的增加而呈现先增大后减小的趋势,织物刺痒感和湿黏感先增强后减弱;织物经、纬向摩擦性能由于织物密度不同而有所差异;当纱线中聚酯含量一定时,不同混纺比的聚酯/棉/麻织物摩擦性能的差异和规律并不明显。     

动态力学载荷对超细镀金钼丝力学与电学性能的影响

为探究超细金属纱线在力学循环加载后的弯曲刚度下降和能量耗散行为,对不同结构镀金钼丝纱线进行了50次循环弯曲和200次往复摩擦实验,并对摩擦前后的表观形态、拉伸性能和电学性能进行了比较。基于镀金钼丝纱线的微观形貌和实验结果,结合能量损耗分析方法,研究其在弯曲循环载荷和摩擦往复载荷下的力学及结构响应,定量分析金属丝的可编织性。结果表明:镀金钼丝在循环弯曲和往复摩擦载荷下,微观和宏观结构受到损伤,力学性能下降,接触电阻略有增大;该条件下,双股镀金钼丝刚度和强度下降程度最大,不适合上机织造,单股和三股镀金钼丝动态力学性能稳定,且在动态载荷作用下能保持良好的电学性能,可用做电磁屏蔽织物等功能性材料编织。     

纤维及其制品摩擦性能测试方法的研究进展

为有效解决纤维及其制品在生产过程中的摩擦问题,提升产品综合性能,对现阶段纤维及其制品生产及使用过程中因摩擦引起的常见缺陷、摩擦性能研究背景及研究价值进行了介绍。阐述了点接触型、线接触型和面接触型纤维及其制品摩擦性能测试方法,分析了不同研究方法的特点、适用范围及其最新进展,并对纤维摩擦性能部分研究成果进行总结。分析认为：纤维及其制品的摩擦性能研究涉及多学科交叉,需加强纤维及其制品微观接触模型及摩擦性能表征方式、与纺织工艺相匹配的测试方法及测试精度提升等方面研究,同时需要纺织、机械、材料和数学等学科人才团队协同创新来推动纤维及其制品摩擦性能的研究进展。     

分层接结三维机织预制体增强酚醛树脂基材料的摩擦性能

为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察３ 种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明：短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。     

不同皮肤与织物的摩擦性差异

为探明皮肤与织物间的摩擦特性对性别和人体参数的依赖性,选择10名男性和10名女性志愿者,利用织物-皮肤摩擦测试仪实测了1组机织物和1组针织物与志愿者前臂内侧皮肤的摩擦特性。研究发现,布面平整细匀的织物与男、女性皮肤的动摩擦力具有统计意义上的显著性差异,女性皮肤与织物的动摩擦力明显大于男性。皮肤与织物动摩擦力的平均差不匀率在性别差异上基本没有统计意义上的显著性差异。此外,在20～30岁年龄段内,人体的身高、体重、年龄和体重指数对织物和皮肤间的动摩擦力及其差不匀率均没有显著性影响。     

低温等离子体在涤纶表面改性中的应用

针对涤纶亲水性能差的问题,采用低温等离子体对涤纶织物进行表面改性处理,探究在气压为300 Pa,功率为5.5 W时介质阻挡放电等离子体对涤纶织物性能的影响。测定处理后织物的动摩擦因数、强力、亲水性等性能以及放置过程中的性能变化,并对涤纶的微观形态以及表面化学成分进行表征,分析涤纶的等离子体改性机制。结果表明:等离子体对涤纶表面刻蚀,在纤维表面产生裂痕和空洞,增大了纤维的表面积;动摩擦因数随着等离子体处理时间的延长而增大,强力随处理时间的延长而降低,最高降低了25%;处理后织物的毛细效应提高了75%,对水的接触角降低了33.3%,涤纶表面羟基增多,有效改善涤纶的吸湿性与亲水性;等离子体处理涤纶具有一定的时效性。     

新型立绒织物频率选择表面频响特征影响因素

为探究具有柔性特点的频率选择表面的频响特性,以导电纱线为结构单元材料,采用立绒纺织加工手段,制备U型立绒织物频率选择表面,并对样品进行透射系数测试与分析,研究频响特征的影响因素。单元结构尺寸、行距、绒毛高度、绒毛倾斜角度增加,样品的谐振频率均向低频移动;U型单元导电纱线绒毛密度增加,谐振频率向高频移动;单元底部总长度相同时,U型的个数几乎不影响织物的谐振频率,但随着相同U型的个数增加,谐振频率持续向低频移动;当镀银纤维作为结构单元材料时,其谐振处的峰值及带宽均较大,而结构更为规整的裸铜丝样品,其谐振峰则更加尖锐而陡峭。U型立绒织物对入射角具有稳定性,但受极化方式影响较大。     

偶联剂对火焰喷涂尼龙/石墨复合涂层摩擦磨损性能的影响

采用均匀试验设计方法,利用摩擦磨损试验机对火焰喷涂尼龙1010/石墨复合涂层的干摩擦磨损性能进行了测定,并对实验结果进行回归分析,结果表明:在实验速度0.2610 m/s~0.9160 m/s,载荷100 N~350 N条件下,经偶联剂处理的尼龙1010/石墨复合涂层的干摩擦系数为0.343~0.387,磨损量为1.8 mg~7.4 mg,明显低于未经偶联剂处理的尼龙1010/石墨复合涂层的干摩擦系数(0.3950~0.4410)和摩损量(2.7 mg~14.5 mg),而且复合涂层的摩擦系数随PV值的变化趋于平稳,复合涂层更适于在高PV值下应用.     

三维正交机织复合材料的冲后压缩性能

为揭示纱线张力对三维机织复合材料抗冲击及冲后压缩性能的影响规律,基于多剑杆织造工艺,配置不同接结纱张力(25、50、100 cN)织造三维正交机织物,通过真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备复合材料,并在室温下进行低速冲击及冲后压缩性能测试。结果表明：当接结纱张力为100 cN时,试样在冲击载荷下发生表层树脂大面积破裂和剥离并使纬纱失去支撑,同时,试样表层纬纱发生较大卷曲,促使压缩载荷发生屈曲失效;接结纱张力为100 cN试样的压缩性能相比接结纱张力为25 cN试样下降约50%;接结纱张力较高时易导致纬纱卷曲增大和树脂富集,并由此降低试样的弯曲刚度和冲后压缩性能。