不銹鋼纖維的性能及應用

曹紅梅

(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西咸陽712000 )

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不銹鋼纖維的性能及應用

曹紅梅

(陜西工業(yè)職業(yè)技術學院，陜西咸陽712000 )

摘要本文介紹了不銹鋼纖維的材質(zhì)、規(guī)格、特點、有關物理指標以及開發(fā)動態(tài)，通過對不銹鋼纖維產(chǎn)品不同頻率下的屏蔽效能測試，完全符合安全要求。適宜制作特種行業(yè)的工作服及軍用遮障基礎布等軍工產(chǎn)品。

關鍵詞不銹鋼纖維性能產(chǎn)品 性能 應用

金屬纖維作為一類新型的紡織材料,它與高科技產(chǎn)業(yè)關系密切。在三大紡織品中都有應用, 我國二十多年來,在纖維生產(chǎn)和紡織品應用金屬纖維開發(fā)方面取得了突破,繼鋁滌復合絲之后,又成功地開發(fā)出不銹鋼纖維,且已建立了多個生產(chǎn)基地, 生產(chǎn)更多的產(chǎn)品, 包括纖維、紗線、坯布及服裝等出口產(chǎn)品。下面就不銹鋼纖維產(chǎn)品的開發(fā)作一介紹。

1不銹鋼纖維

不銹鋼短纖維是近年發(fā)展起來的新型功能材料，它是將不銹鋼加工成微米級的細絲, 其直徑只有幾微米，故在保持原金屬性能的基礎上產(chǎn)生了其他新的特性。原始的不銹鋼纖維是長絲束(指拉拔絲)。每束含數(shù)千根至數(shù)萬根不銹鋼纖維。其色澤光亮，由于該纖維具有細微、柔軟特性和良好的撓性，并且有較好的機械性能，導電性能好，耐腐蝕性好，不銹鋼纖維捻線耐熱性好。在氧化氛圍中，溫度高達600℃條件下可連續(xù)使用，是很好的耐高溫材料，同時也是傳熱的良導體[1]。

1.1常用不銹鋼纖維的規(guī)格和性能

不銹鋼纖維材質(zhì)的牌號較多,如OOCr17Ni12Mo2 (相當于AISI316L) 、OOCr18Ni9 (相當于AISI304L)、OCr17Ni12Mo2(相當于AISI316)等,表示了不銹鋼纖維材質(zhì)中各種成分的含量。不銹鋼纖維的規(guī)格一般以纖維的直徑確定,一般情況下纖維的直徑在4mm~30mm之間,通常通用的為6mm~12mm。

不銹鋼纖維束每束根數(shù)一般在5000根~20 000根之間,可按需要確定。不銹鋼纖維的體積質(zhì)量為7.96 g/cm3~8.02 g/cm3,室溫條件下斷裂強度為686 N/mm2~980 N/mm2,直徑偏差率不大于2.5%,斷裂伸長率在0.8%~1.8%之間,每米絲束重量不勻率不大于3%不銹鋼絲的耐腐蝕性較好,完全耐硝酸、磷酸、堿和有機化學溶劑的腐蝕,但在硫酸、鹽酸等還原性酸液以及含鹵基的溶液中耐腐蝕性稍差[2]。

1.2紡紗用不銹鋼纖維的品質(zhì)檢驗

不銹鋼纖維目前在棉紡生產(chǎn)中應用較多。不銹鋼纖維的斷裂強力和斷裂伸長率的檢驗,可使用單纖維強力機,其夾持長度為20 mm,拉伸速度為2 mm/min.。在檢測不銹鋼纖維的直徑時采取隨機取樣的方法,中段切斷30 mm長, 不同直徑的試樣，取樣不同, 不同規(guī)格的取樣根數(shù)及預加張力見表1。

表1　不同直徑規(guī)格的取樣根數(shù)及預加張力

在檢測不銹鋼纖維的外觀質(zhì)量時,通常檢查兩項指標。

色澤:系指同批纖維中色澤的均勻程度,通常用目視來判別是否有明顯的不一致。

疵點:系指金屬灰分、硬絲、并絲、束與束或纖維與纖維之間的粘連,不允許有明顯的上述現(xiàn)象出現(xiàn)。

1.3不銹鋼纖維的紡紗前預處理

不銹鋼纖維長絲束不能直接紡紗,紡紗前需將長絲束牽切拉斷。不銹鋼纖維的紡絲有熔煉法、切削法和拉拔法三種,紡織用不銹鋼纖維大多采用集束拉拔法紡絲。纖維的長度及分布應滿足紡紗工藝要求和產(chǎn)品的要求,即紡紗工藝有短纖維型、中長型、毛型之分。產(chǎn)品要求也有差異,尤其要考慮某些特殊要求,如軍用防雷達偵察偽裝網(wǎng)用織物對纖維長度的要求應與偵察雷達頻率相適應[3]。

2不銹鋼纖維的產(chǎn)品開發(fā)動態(tài)

2.1不銹鋼纖維混紡產(chǎn)品

不銹鋼纖維的混紡產(chǎn)品種類較多,其用途也較為廣泛。

不銹鋼纖維混紡產(chǎn)品可用于抗靜電非織造過濾布。常用的是在合纖中加入一定量的不銹鋼纖維制成非織造布,在中間夾合纖基布再與不銹鋼纖維復合成非織造布。不銹鋼纖維混紡產(chǎn)品具有很好的屏蔽效果,服用性能良好且耐洗滌,其成品有防護圍裙、護胎寶、大褂、西服、馬夾、襯衫等,還有電子儀器防干擾罩及反電子偵察產(chǎn)品等[4]。以兩種不銹鋼纖維混紡民用產(chǎn)品為例，測試基本性能特征見表2。

表2　 兩種不銹鋼纖維混紡產(chǎn)品的基本性能特征

以兩種不銹鋼纖維混紡民用產(chǎn)品為例，經(jīng)用10 MHz、30 MHz、100MHz、300 MHz、1000 MHz、10000 MHz等多個頻率電磁波檢測屏蔽效能，測試結(jié)果見表3。

表3　不同頻率下兩種不銹鋼纖維混紡

從表3可以看出：經(jīng)10 MHz、30 MHz、100MHz、300MHz、1000MHz、10000MHz等多個頻率電磁波檢測，屏蔽效能均在31dB以上,符合安全要求。

2.2純紡產(chǎn)品

(1)不銹鋼纖維紗線的機織物,可用于高溫煙氣干法凈化袋除塵系統(tǒng)、耐熱緩沖墊、熱工傳送帶等。不銹鋼纖維微孔過濾氈,采用氣流成網(wǎng),真空燒結(jié)工藝壓成氈, 具有耐高溫、抗腐蝕、高強度的特點,適用于高溫、高粘度和有腐蝕性介質(zhì)等條件下的過濾, 是化纖、薄膜、石油和液壓傳動等領域的重要過濾材料。

(2)不銹鋼纖維與有機纖維(合纖)復合非織造布,以某種機織物為骨架材料,再與不銹鋼纖維網(wǎng)片復合,可用作抗靜電類過濾材料。具有優(yōu)良的過濾、透氣性能。目前純不銹鋼纖維針刺法非織造布,其中有中間夾機織布和不夾機織布的兩類產(chǎn)品。

2.3不銹鋼纖維的軍工產(chǎn)品

(1)軍用多功能篷蓋布。目前使用的多功能篷蓋布具有阻燃、防光學、防紅外、防水、耐氣候、耐腐蝕、防電磁波等多種功能,其中防電磁波功能可以用混入特定設計的不銹鋼纖維。

反雷達偵察偽裝遮障用基礎布(偽裝網(wǎng))。

(2) 可用于制造金屬纖維彈。以金屬纖維為主裝藥的彈體爆炸后,會在起爆藥的作用下變成很短的纖維或粉塵,懸浮于空氣中形成煙云氣溶膠,潛入坦克或其他戰(zhàn)車內(nèi)部,使車體內(nèi)部的絕緣件失效而短路,造成難以正常行駛的局面。

(3) 雷達目標布。即有意識使雷達偵察發(fā)現(xiàn),而無真實軍事目標的遮障物?？梢砸约賮y真,誘惑敵人。還可作為航海救身器材,便于尋找失去的目標或需尋找遺失的目標。其原理是在布中增加不銹鋼纖維的含量,即增大雷達反射面而無需散射設計[5]。

(4) 單兵熱成像防護服。金屬纖維對電、熱敏感,存在于織物中,使其有防止熱成像設備偵視的功能。

2.4其他用途

(1)不銹鋼纖維粉末可制成高精度的過濾材料,其精度可達微米級,也可用于食品、藥品、飲料加工等行業(yè),還可制成抗靜電紙、抗微波的導電塑料、包裝電子元器件的導電薄膜等。

(2)增強復合材料。用不銹鋼纖維作汽車發(fā)動機連桿, 保持同樣強度和剛度，比傳統(tǒng)材料輕許多。

3結(jié)語

不銹鋼纖維捻線具有電阻穩(wěn)定、耐高溫、導電性佳等優(yōu)點?；诓讳P鋼纖維捻線的優(yōu)良性能，其廣泛應用于防靜電刷、耐高溫導電縫紉線、信號傳輸線、導電傳輸線、發(fā)熱線、智能服裝等領域。不銹鋼纖維捻線導電性能好，纖維的電阻很低，是電的良導體，防靜電、屏蔽電磁波。

不銹鋼纖維是高科技領域的新型纖維材料之一,在國際上已有長足的發(fā)展,我國也非常重視,著力研究,取得了較大進展。目前不銹鋼纖維與其他吸波劑結(jié)合應用,效果也比較理想。對于金屬纖維這一高科技材料,其在民用、工業(yè)、軍事方面的開發(fā)應用前景非常廣闊。

參考文獻

[1]金永良.纖維組合工程及其應用[J]. 江蘇技術紡織品,2009(2).

[2]邢維恕,等.防靜電服裝面料的生產(chǎn)[J] .棉紡織技術,2008,28(9):30-32.

[3]蔡普寧.金屬纖維混紡織物防微波輻射性能測試方法的探討[J].棉紡織技術,2009,29(7):34-36.

[4]華濤.紡織防熱輻射性能測試方法的研究[J]. 產(chǎn)業(yè)用紡織品,2009(12):38-40.

[5]文珊.金屬纖維織物的屏蔽和服用性能[J].紡織學報, 2008(6): 79-81.

作者：曹紅梅(1970-)，女，碩士,講師，研究方向：紡織材料。

Performance and Application of Stainless Steel Fiber

CAO Hong-mei

(Shaanxi Polytechnic Institute, Xianyang 712000)

Abstract：The material, characteristics, specifications, physical parameters and dynamic development of stainless steel fiber were introduced and it fully met the safety requirements by testing the shielding effectiveness of stainless steel fiber under different frequencies which was suitable to make special trade’s work clothes and military products such as military protection and screen basic cloth.

Key words：stainless steel fiber, performance, product, properties, application

文章編號：1008-5580(2015)02-039-05

文獻標志碼：中國分類號：TS101.923A

基金項目：陜西工業(yè)職業(yè)技術學院科研課題“不銹鋼纖維純紡紗工藝研究”(課題編號ZK14-25)

收稿日期：2015-04-10