Металлическое волокно - Metallic fiber
Металлические волокна производятся волокна состоит из металла, металлических сплавов, металла с пластиковым покрытием, пластика с металлическим покрытием или полностью покрытого металлом сердечника.[1]
Золотые и серебряные волокна, берущие свое начало в текстиле и одежде, использовались с древних времен как пряжа для украшения ткани. В последнее время, алюминий пряжа, пряжа из алюминизированной пластмассы и алюминизированная нейлон пряжа заменила золото и серебро.
Сегодняшняя промышленность по производству металлических волокон в основном предлагает волокна из нержавеющей стали, никеля, титана, меди и алюминия для различных применений.[2] Металлический волокна могут быть покрыты прозрачными пленками, чтобы минимизировать потускнение.
Металлическая фибра также может быть стружена из проволоки (стальной ваты), выбритой из фольги[3]жгут, вытянутый из проволоки большего диаметра,[3] изготовлен из слитка[3], отлитые из расплавленного металла или выращенные вокруг семени (часто углерода).
История
Золото и серебро издревле использовались как украшение в одежде и текстиль королей, вождей, благородство и люди статуса. Многие из этих элегантных тканей можно найти в музеях по всему миру.[4] Исторически металлическая нить создавалась путем обертывания металлической полосы вокруг сердцевины волокна (хлопка или шелка), часто таким образом, чтобы раскрыть цвет сердцевины волокна, чтобы улучшить визуальное качество украшения.[5] Древние ткани и одежда, сотканные полностью или частично из золотых нитей, иногда называют ткань из золота. Они были сотканы на византийский ткацкие станки с 7 по 9 век, а затем в Сицилия, Кипр, Лукка, и Венеция.[6] Ткачество также процветало в XII веке во времена наследия Чингисхан когда искусство и торговля процветали при монгольском правлении в Китае и некоторых регионах Ближнего Востока.[7] Компания Dobeckmum произвела первое современное металлическое волокно в 1946 году.[4]
В начале 1960-х годов Brunswick Corp. провела исследовательскую программу по разработке экономически жизнеспособного процесса формирования металлических нитей. Они начали производить металлические нити на экспериментальной установке в лабораторном масштабе. К 1964 году Brunswick производила тонкие металлические волокна размером всего 1 мкм из нержавеющей стали типа 304. Их первое крупное производственное предприятие, расположенное в США, было запущено в 1966 году. В настоящее время металлические волокна широко производятся и используются во всех видах технологий. Это зрелый сектор с широким спектром приложений.[3]
В прошлом алюминий часто служил основой металлического волокна. В последнее время нержавеющая сталь стал основным металлом для металлических волокон. В зависимости от сплава металлические волокна придают пряже свойства, которые позволяют использовать ее в более высоких технологиях.[8][2][требуется разъяснение ] Приложения .[4]
Свойства волокна
Металлические волокна существуют в разных формах и диаметрах. Как правило, этот сектор предлагает металлические волокна диаметром от 100 мкм до 1 мкм.
Металлические волокна существуют как в длинных, непрерывных, так и в коротких волокнах (с соотношением длина / диаметр менее 100).
По сравнению с другими типами волокон, такими как углеродные, стеклянные, арамидные или натуральные волокна, металлические волокна имеют низкое электрическое сопротивление. Это делает их пригодными для любого применения, требующего электропроводности. Их отличная термическая стойкость позволяет им выдерживать экстремальные температуры. Коррозионная стойкость достигается за счет использования высококачественных сплавов в нержавеющих сталях и других металлах. Другие полезные механические свойства металлических волокон включают высокую деформацию разрушения, пластичность, ударопрочность, огнестойкость и звукоизоляцию.[3]
Структуры и изделия из спеченных металлических волокон обладают высокой пористостью, но при этом остаются прочными и долговечными. Это дает преимущества функции и структуре конкретных приложений, таких как фильтрация или электроды. [3]
Металлические нити с покрытием помогают минимизировать потускнение. Когда используются подходящие клеи и пленки, они не подвержены воздействию соленой воды, хлорированной воды в плавательных бассейнах или климатических условий. Если возможно, все, что сделано из металлических волокон, следует подвергнуть химчистке, если на них нет этикетки. Глажка может быть проблематичной, поскольку тепло от утюга, особенно при высоких температурах, может расплавить волокна.[4]
Способ производства
Есть несколько процессов, которые можно использовать для производства металлических волокон.
Самая распространенная технология известна как комплектный рисунок. Несколько тысяч нитей скручены вместе в так называемую композитную проволоку, трубку, которую протягивают через фильеру для дальнейшего уменьшения ее диаметра. Покрывающая трубка позже растворяется в кислоте, в результате чего образуются отдельные непрерывные металлические волокна. Эту композитную проволоку протягивают до тех пор, пока не будет получен желаемый диаметр отдельных нитей в пучке. Технология волочения пучка позволяет изготавливать непрерывные пучки металлических волокон длиной до нескольких километров. Из-за характера процесса поперечное сечение волокон восьмиугольное. Чтобы получить высококачественные волокна, эту технологию можно отрегулировать, чтобы получить однородные, очень тонкие волокна с очень узким разбросом эквивалентных диаметров. Специальные разработки за последние пару лет позволили использовать эту технологию для производства волокон с диаметром от 200 нм и ниже.[3]
в процесс ламинирования, один изолирует слой алюминия между двумя слоями ацетат или полиэстер фильм. Эти волокна затем разрезаются на продольные полосы для пряжи и наматываются на бобины. Металл может быть окрашен и запечатан в прозрачную пленку, клей может быть окрашен, или пленка может быть окрашена перед ламинированием. Есть много различных вариантов цвета и эффектов, которые могут быть выполнены из металлических волокон, создавая широкий спектр взглядов.[4]
С участием фольга для бритья технологии возможны волокна диаметром до 14 мкм и более прямоугольного сечения. Таким образом получаются полунепрерывные пучки волокон или штапельных волокон.[3].
Обработка штапельных волокон позволяет получать полунепрерывные пучки волокон толщиной до 10 мкм. Улучшение производства штапельного волокна позволяет уменьшить разброс по диаметру для этих видов волокон, а также настроить геометрию волокна. Эта технология уникальна по сравнению со стружкой из фольги или волокнами из расплава из-за небольшого достижимого диаметра и относительно небольшого разброса диаметров.[3]
Металлические волокна также могут быть изготовлены с использованием процесс металлизации. Этот процесс включает нагрев металла до тех пор, пока он испаряется затем нанести его под высоким давлением на полиэфирную пленку.[4] В результате этого процесса получаются более тонкие, гибкие, прочные и удобные волокна.[9]
Металлическое волокно также может быть вырезано из проволоки (стальной ваты), отлито из расплавленного металла или выращено вокруг семени (часто углеродного).
Виды изделий из металлического волокна [3]
Спеченная среда
металлические волокна превращаются в волокнистую среду в виде нетканого полотна или спеченных структур, состоящих из волокон диаметром от 1,5 до 80 мкм. Эти пористые материалы из металлического волокна были использованы из-за их уникальности в самых требовательных приложениях. Высоко ценится преимущество сочетания превосходной проницаемости материала (пористость до 90% для спеченных и до 99% для нетканых конструкций) в сочетании с высокой коррозионной и температурной стойкостью. Спеченная пористая структура не имеет связующего, поскольку отдельные волокна прочно связаны друг с другом за счет межметаллической диффузионной связи. Трехмерные спеченные конструкции также стали стандартным продуктом. Некоторые из последних разработок относятся к фильтрующим средам, использующим комбинацию металлических и неметаллических волокон, что позволяет использовать лучшее из обоих миров.
Короткие волокна
Специально разработанный процесс позволяет производить отдельные порошкообразные металлические волокна, известные как короткие волокна с диапазоном длины по диаметру (L / D), равным 100. Эти короткие волокна могут использоваться как таковые или в сочетании с металлическими порошками для производства спеченной фильтрации. структуры со сверхвысоким уровнем фильтрации, обеспечивающие уникальные уровни проницаемости.
Полимерные гранулы
Другие изделия из металлического волокна представляют собой полимерные гранулы или зерна, состоящие из металлических волокон. Несколько пучков волокон склеиваются вместе с различными размерами и наносится соответствующее совместимое экструзионное покрытие. После измельчения этих покрытых пучков на гранулы их можно использовать в качестве добавок при производстве специальных проводящих / защитных пластиковых деталей путем литья под давлением и экструзии. Уникальное преимущество металлических волокон заключается в формировании проводящей сети с относительно ограниченным объемом проводящих добавок.
Нетканые материалы или войлоки могут производиться из металлических волокон, как и из традиционных текстильных волокон. В очень ограниченном количестве случаев можно применять иглопробивку, чтобы спутать волокна и получить войлок с иглопробивным отверстием.
Пучок бесконечных волокон из нержавеющей стали можно превратить в пряжу с помощью процессов текстильного прядения. Существует две формы пряжи: одна с небольшим количеством волокон, а другая с большим количеством волокон. Первый с числом нитей около 275 может быть преобразован в филаментную пряжу путем добавления скрутки к жгуту. Пучки из нескольких тысяч волокон обычно используются для преобразования волокон в пряжу. Этого можно добиться с помощью разрыва при растяжении и последующих традиционных технологий прядения. В результате получается 100% металлическая пряжа. В процессе прядения можно смешивать жгуты и производить смешанные пряжи. Возможны смеси с хлопком, полиэстером и шерстью. Впоследствии металлическая пряжа может быть преобразована в различные текстильные изделия с использованием текстильных процессов. Возможны вязание (круговое, плоское, основное) и плетение, а также плетение. Смешанные текстильные изделия можно получить, комбинируя металлические пряжи с другими пряжами или используя пряжу, которая имеет внутри два вида волокон и, следовательно, уже сама по себе является смешанной.
Чтобы сделать кабели, две или более нити скручивают вместе несколько раз. При этом контролируется кручение и прямолинейность кабеля. Кабель можно точно настроить для определенного применения, комбинируя нити разной силы, диаметра или количества витков, или путем предварительного формования.
Композиты, армированные волокном
Металлическое волокно может использоваться в качестве армирующего волокна для композитных материалов, улучшая характеристики разрушения при ударе и улучшая электрическую проводимость. Традиционные армирующие волокна из углеродного или стекловолокна имеют очень ограниченные возможности удлинения, что приводит к хрупкому и взрывному разрушению. Металлические волокна прекрасно дополняют это действие и могут поглотить гораздо больше энергии, прежде чем сломаться. Обработка не отличается от любой другой армирующей фибры для композитного материала. Можно даже комбинировать металлические волокна с другими волокнами в «гибридную» композитную структуру, сочетающую в себе все преимущества углерода, стекла и стали.
Продюсеры
В настоящее время металлические волокна производятся в основном в Европе. Крупнейшим и наиболее интегрированным производителем металлического волокна в мире является транснациональная компания. Bekaert со штаб-квартирой в Бельгии, но производственные мощности в Европе, Азии и Америке.[2]. Три производителя по-прежнему производят металлическую пряжу в США. Metlon Corporation - один из оставшихся производителей в США, который предлагает широкий ассортимент ламинированной и неламинированной металлической пряжи, а Brightex Corporation, Япония и Южная Корея, такие как Hwa Young, также производят металлические волокна.[10]Китай также производит металлическую пряжу; В городе Дунъян насчитывается более 100 фабрик, хотя некоторые из них являются домашними производственными площадками, а не обычными фабриками.[нужна цитата ] Двумя наиболее популярными фабриками являются Salu Metallic Yarn и Aoqi Textile.
Товарные знаки
Bekaert производит металлические волокна и многие производные продукты, такие как непрерывное волокно, спеченный материал, нетканые структуры, полимерные гранулы, тесьму, тканые материалы, кабели, пряжу и короткие волокна. Хорошо зарекомендовавшие себя торговые марки - Bekipor, Beki-shield и Bekinox.
В Люрекс Компания производит металлические волокна в Европе более пятидесяти лет. Они производят широкий спектр изделий из металлического волокна, включая волокна, используемые в одежда ткань вышивка, косы, вязание, военные регалии, бейка, веревки, шнуры, украшение поверхности кружевом. Большинство волокон люрекса имеют полиамидную пленку, покрывающую металлическую прядь, но также используются полиэстер и вискоза. Волокна также обрабатываются смазкой под названием P.W., a минеральное масло, что помогает[требуется разъяснение ] обеспечивают простоту использования.[4]
Metlon Corporation является товарным знаком Metallic Yarns в США и производит металлическую пряжу более шестидесяти лет. Metlon производит свою металлическую пряжу, обматывая пряжу с одним разрезом двумя концами нейлона. Один конец нейлона оборачивают по часовой стрелке, а другой конец оборачивают против часовой стрелки вокруг металлической пряжи. Чаще всего используется нейлон 15 денье или 20 денье, но более тяжелые денье используются для специальных целей.[10]
Использует[2]
Металлические волокна используются в широком диапазоне секторов и сегментов.
Автомобильная промышленность
Спеченные листы из металлического волокна используются для фильтрации твердых частиц дизельного топлива и бензина. вентиляция картера фильтры.
Термостойкие текстильные материалы изготавливаются из металлических волокон для процессов гибки автомобильных стекол. Эти ткани из металлического волокна защищают стекло в процессе гибки при высоких температурах и давлении.
Также нагревательные кабели для обогрева автомобильных сидений и Селективное каталитическое восстановление трубки, баки adblue. Греющие кабели из металлического волокна обладают чрезвычайно высокой гибкостью и долговечностью по сравнению с медной проволокой.
Аэрокосмическая промышленность
Фильтры из металлического волокна используются для Гидравлическая жидкость фильтрация в гидросистемах самолетов. По сравнению с фильтрующими материалами из стекловолокна металлические волокна демонстрируют превосходную долговечность, поскольку волокна связаны друг с другом металлическим путем спеканием, а не с помощью связующего материала.
Пористые листы из спеченного металлического волокна используются в качестве шумопоглощающей среды в салоне самолета, что снижает HVAC звуки и Вспомогательная силовая установка шум.
Технический текстиль
Металлические волокна могут служить антистатическими волокнами для текстильных изделий, которые могут использоваться, в частности, в электрозащитной одежде или антистатический большие мешки.
Не только антистатик, но и защита от электромагнитная интерференция (EMI) может быть достигнуто с помощью текстиля из металлических волокон.
Ткани из волокна из нержавеющей стали можно нагревать с помощью электрического тока, а также использовать для изготовления устойчивой к порезам одежды (перчаток). Допустим, это современный кольчуга.
Мощность
Фильтры из металлического волокна могут достигать очень высокой пористости при очень малых размерах пор, что делает их пригодными для HEPA и ULPA фильтрация. Эти фильтры используются, в частности, на атомных электростанциях в качестве меры безопасности для предотвращения возможного выброса радиоактивного пара.
морской
Фильтры из металлического волокна используются для очистки судового топлива и смазочного масла.
Другое использование металлических волокон
Другое распространенное использование металлических волокон - это обивка ткань и текстиль, например ламе и парча. Многие люди также используют металлические волокна в ткачество и острие. Сегодня все чаще используются металлические волокна в одежде, от одежды для вечеринок и вечеринок до клубной одежды, одежды для холодной погоды и выживания, а также повседневной одежды. Металлическую пряжу ткут, плетут и вяжут во многие модные ткани и отделки. Для дополнительного разнообразия металлическая пряжа скручивается с другими волокнами, такими как шерсть, нейлон, хлопок и синтетические смеси, для получения пряжи, которая добавляет эффекты новизны к конечной ткани или отделке.[10]
Нержавеющая сталь и другие металлические волокна используются в общение линии, такие как телефонные линии и линии кабельного телевидения.
Волокна из нержавеющей стали также используются в ковры. Они рассредоточены по ковру вместе с другими волокнами, поэтому не обнаруживаются. Наличие волокон помогает проводить электричество, что снижает статический шок. Эти типы ковров часто используются в компьютерных областях, где вероятность образования статического электричества намного выше. Другие области применения включают шинный шнур, носовые обтекатели ракет, рабочую одежду, такую как защитные костюмы, космические костюмы и устойчивые к порезам перчатки для мясников и других людей, работающих рядом с лезвиями или опасными механизмами.
Металлические волокна могут использоваться как армирующее или проводящее волокно для композиты, армированные волокном.
использованная литература
- ^ Определение Федеральной торговой комиссии
- ^ а б c d reference.be. «Металлопластиковые изделия». Bekaert. Получено 2019-06-04.
- ^ а б c d е ж г час я j Введение в технологию металлического волокна - Белая книга - https://www.bekaert.com/en/product-catalog/content/Metal-fibers/replacement-of-glass-fiber-media-by-metal-fiber-media
- ^ а б c d е ж г «Научная библиотека Галереи костюма». www.costumegallery.com. Архивировано из оригинал 13 марта 2006 г.
- ^ Смитсоновский национальный музей естественной истории
- ^ «AllRefer - Интересные факты и мелочи». ВсеСсылка. Архивировано из оригинал 2 сентября 2006 г.
- ^ Ким, Кэролайн «Гуманитарные науки» Сокровища Чингисхана: сентябрь - октябрь 2002 г. Том. 23 # 5
- ^ «Обзор применения металлического волокна» - Белая книга - Дж. Де Бэрдемакер, Дж. Влёринк - https://www.bekaert.com/en/product-catalog/content/Metal-fibers/replacement-of-glass-fiber-media-by-metal-fiber-media
- ^ Кадольф, Сара Дж. И Лэнгфорд, Анна Л. "Текстиль, девятое издание" стр. 129-130.
- ^ а б c «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2008-05-17. Получено 2008-03-27.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
Категория