玻璃纤维长丝的金属化方法
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玻璃纤维拉丝工艺玻璃纤维拉丝工艺,嘿,这可真是个有趣的玩意儿!你知道吗,玻璃纤维就像是细细的魔法丝。
想象一下,把普通的玻璃变成这些纤细又坚韧的纤维,多神奇呀!要做好玻璃纤维拉丝,那可得有一套精细的流程。
首先得把玻璃原料准备好,就像厨师要准备好食材一样。
这些玻璃原料得经过高温熔化,变成滚烫的玻璃液。
这时候就好像是一锅滚烫的粥,咕噜噜地冒着泡。
然后呢,这滚烫的玻璃液就得通过特制的漏板啦。
这漏板就像是一个神奇的筛子,能把玻璃液变成一根根细细的纤维。
就好像是从一个大瀑布变成了无数条细细的水流。
接下来,这些纤维可不能就这么随便飘着呀,得有专门的装置来把它们牵引拉伸,让它们变得更长更细。
这就像是给它们做了一场拉伸运动,让它们变得更苗条更强健。
在这个过程中,温度的控制可太重要啦!温度太高或太低,都会影响纤维的质量。
这就好比烤面包,火候掌握不好,面包可就不好吃啦。
而且啊,设备的维护也不能马虎。
就像你爱护自己的宝贝车子一样,要经常给它做做保养,这样它才能更好地工作呀。
要是设备出了问题,那可就像车子抛锚一样,会耽误事儿的。
还有哦,操作人员的技术和经验那也是至关重要的。
一个有经验的操作人员就像是一个熟练的舞者,能够精准地把握每一个动作,让整个过程行云流水般顺畅。
他们知道什么时候该调整温度,什么时候该检查设备,这可不是一朝一夕能学会的哟!你说这玻璃纤维拉丝工艺是不是很有意思呀?它能把普通的玻璃变成这么有用的纤维,然后这些纤维又能被做成各种各样的东西,比如隔热材料啦,增强材料啦等等。
这就像是变魔术一样,把一样东西变成了完全不同的、更有价值的东西。
总之呢,玻璃纤维拉丝工艺是一个充满挑战和乐趣的领域。
它需要我们有细心、耐心和技术,才能做出高质量的玻璃纤维。
所以呀,让我们一起为这个神奇的工艺点赞吧!。
玻璃纤维的工艺流程玻璃纤维是一种被广泛应用于建筑、汽车、电子等行业的材料,它具有良好的耐候性、耐热性和耐腐蚀性。
下面将详细介绍玻璃纤维的工艺流程。
玻璃纤维的制作主要分为以下几个步骤:原料选取、熔化、纤维化、纤维收取、纤维处理和制品加工。
首先,原料选取是制作玻璃纤维的第一步。
常用的原料是石英砂、纯碱、石灰石和氟化钠等,在一定比例下混合均勻。
这些原料通过磨碎和混合,形成玻璃成分。
然后,原料混合后的玻璃成分需要经过熔化处理。
将原料放入高温电炉中,加热到大约1400度的高温,使得原料熔化成为玻璃状的液体。
接下来是纤维化的过程。
在纤维化过程中,将熔化的玻璃液经过喷头喷出,通过高速旋转的喷头产生离心力,使得玻璃液迅速拉伸成细长的纤维。
这些纤维随着旋转的喷头被抛出,并且随着空气的流动逐渐冷却并凝固,形成玻璃纤维。
然后是纤维收取的步骤。
收集设备通常采用的是一个旋转囊袋,喷头旁边设有一个旋转囊袋,将产生的纤维吸入其中。
这一过程中,纤维会在囊袋中逐渐堆积起来。
接下来是纤维处理的步骤。
首先,对纤维进行敷装处理,即将纤维进行并行或交错层叠,使得纤维密度更加均匀。
然后,将纤维进行切割,割成一定长度的纤维段,方便后续的制品加工。
最后是制品加工的步骤。
将纤维段使用特殊工艺进行编织、缠绕、压制等处理,形成各种形状和规格的制品。
例如,可以制作成玻璃纤维布、玻璃纤维管和玻璃纤维板等。
总结起来,玻璃纤维的工艺流程包括原料选取、熔化、纤维化、纤维收取、纤维处理和制品加工。
从原料处理到最终制品的加工,每一个步骤都需要精密的操作和控制,确保最终产品具有优良的性能和质量。
玻璃纤维具有广泛的应用前景,将会在未来的发展中继续发挥重要作用。
玻璃纤维的工艺流程
首先,玻璃纤维的生产主要分为玻璃纤维原料的制备和纤维化
工艺两个部分。
在玻璃纤维原料的制备过程中,首先需要将玻璃原
料经过混合、粉碎、熔化等工序,制成玻璃液。
然后,通过纺丝机
将玻璃液抽拉成纤维,再经过冷却、润滑等处理,最终形成玻璃纤
维原料。
接下来是纤维化工艺的部分,这是玻璃纤维生产的关键环节。
首先,将玻璃纤维原料送入纤维化炉中进行加热,使其软化。
随后,通过高速旋转的离心力将软化的玻璃纤维原料抽拉成细丝。
在这个
过程中,需要控制好温度、拉伸速度等参数,以确保玻璃纤维的质
量和性能。
最后,经过涂布、固化、切割等工序,将玻璃纤维制成
不同规格和形状的成品。
在整个工艺流程中,需要严格控制生产环境的温度、湿度等参数,以确保玻璃纤维的质量稳定。
同时,还需要对生产设备进行定
期维护和检修,以保证生产的顺利进行。
此外,对原材料的选择、
配比等也需要精准把握,以确保生产出的玻璃纤维符合客户的要求。
总的来说,玻璃纤维的工艺流程包括玻璃纤维原料的制备和纤
维化工艺两个部分,需要严格控制生产过程中的各项参数,确保产品质量稳定。
随着科技的不断进步,玻璃纤维的生产工艺也在不断完善,相信在未来会有更多的创新和突破,为玻璃纤维的应用领域带来更多的可能性。
玻璃纤维成型工艺【玻璃纤维成型工艺】一、玻璃纤维的历史1. 玻璃纤维的起源其实啊,玻璃纤维的历史可以追溯到很久很久以前。
早在公元前2000 年左右,古埃及人就已经开始尝试制造玻璃制品。
但那时候的玻璃制品和我们现在所说的玻璃纤维可大不一样。
1.1 近代玻璃纤维的发展到了 19 世纪中叶,玻璃纤维才真正开始崭露头角。
那时候,科学家们发现通过特定的工艺可以将玻璃拉成细丝,这就是现代玻璃纤维的雏形。
说白了就是,从那时候开始,人们逐渐掌握了把玻璃变成细长纤维的技巧。
1.2 玻璃纤维在现代工业中的崛起20 世纪以来,随着科技的飞速发展和工业需求的不断增加,玻璃纤维的应用范围越来越广泛。
它不再仅仅是实验室里的新奇玩意儿,而是成为了建筑、汽车、航空航天等众多领域不可或缺的材料。
比如说,在汽车制造中,玻璃纤维增强塑料可以减轻车身重量,提高燃油效率;在航空航天领域,它可以用于制造飞机的部件,减轻飞机重量的同时保证强度。
二、玻璃纤维的制作过程2.1 原材料的准备制作玻璃纤维,首先得准备好原材料。
这就好比做饭,得先把食材准备齐全。
玻璃纤维的主要原料是石英砂、石灰石、硼酸等。
这些原料被按照一定的比例混合在一起,形成玻璃的“配方”。
2.2 玻璃的熔化接下来就是把这些原料放进熔炉里熔化。
这个熔炉的温度那可是相当高,通常要达到 1500 摄氏度以上。
在这么高的温度下,原材料就会熔化成液态的玻璃。
想象一下,就像把冰块放进热锅,一下子就化成了水。
2.3 拉丝工艺熔化后的玻璃液通过特制的小孔流出,然后被快速拉伸成细丝。
这一步可是关键,拉伸的速度和力度都会影响玻璃纤维的质量和性能。
比如说,如果拉伸速度不均匀,拉出来的纤维就可能粗细不一。
2.4 表面处理拉出来的玻璃纤维还需要进行表面处理,就像给它穿上一层“防护服”。
这样可以增强它与其他材料的结合能力,提高最终产品的性能。
三、玻璃纤维的特点3.1 高强度玻璃纤维的强度那可是相当高的。
举个例子,就像一根细细的钢丝,能够承受很大的拉力。
玻璃纤维生产工艺流程玻璃纤维是一种用于制造玻璃纤维增强材料的纤维材料。
其生产过程主要包括原料准备、玻璃纤维制备、纺丝、拉伸、硬化、切割和包装。
下面将对玻璃纤维的生产工艺流程进行详细介绍。
首先,原料准备。
在玻璃纤维的生产过程中,主要原料是碱金属玻璃、硼、硅和其他添加剂。
这些原料需要在一定比例下混合均匀,并进行称重和研磨,以确保原料的质量和均匀性。
接下来是玻璃纤维制备。
原料经过预混合后,进入玻璃熔窑进行熔化。
熔窑内的温度通常高达1500摄氏度以上,以确保原料完全熔化,并形成玻璃液。
玻璃液在熔窑中保持一定的温度,以保持其可塑性和流动性。
然后是纺丝。
经过熔化的玻璃液通过纺丝机的纺丝头,经过高速旋转的离心力作用,将玻璃液拉出成细长的玻璃纤维。
纺丝头的孔径和旋转速度可以调整,以控制纤维的直径和拉力。
纺丝出来的玻璃纤维被吹向收集器上,逐渐形成纤维薄层。
接着是拉伸。
纤维薄层在拉伸机上被拉伸,同时经过高温处理。
拉伸的目的是进一步加强纤维的强度和耐热性。
拉伸机通常使用夹具将纤维薄层夹住,然后通过机械或热处理,将纤维拉伸到所需的尺寸和形状。
硬化是下一个步骤。
拉伸完成后,纤维需要被固化和加固,以增强其强度和耐热性。
硬化通常使用热处理或化学处理的方式进行。
热处理通常在高温下进行,使纤维在分子层面上重新排列,形成更坚固的结构。
化学处理则是将纤维浸泡在特定的溶液中,以增强其表面硬度和耐磨性。
最后是切割和包装。
经过硬化处理后的玻璃纤维需要进行切割,以满足不同尺寸和形状的需求。
切割通常使用机械或激光切割的方式进行。
切割完成后,玻璃纤维被包装成卷或桶装,以便储存和运输。
以上就是玻璃纤维生产工艺流程的基本步骤。
整个生产过程需要严格控制温度、速度和化学配方等参数,以确保所生产的玻璃纤维具有一致的质量和性能。
玻璃纤维池窑拉丝工艺流程玻璃纤维是一种广泛应用于建筑、汽车、船舶等领域的材料,其生产工艺中的一环就是拉丝工艺。
本文将详细介绍玻璃纤维池窑拉丝的工艺流程。
首先,玻璃纤维池窑拉丝的工艺开始于玻璃纤维的制备阶段。
制备玻璃纤维的原料是玻璃线,这些玻璃线通常是由石英砂、石灰石、碳酸钠等物质熔融后冷却而成。
冷却后的玻璃线在预热窑中进行预热,并通过玻璃熔炉熔化成液态。
接下来,液态玻璃进入拉丝室,其中会有一个钢制模具和钢丝绞盘。
模具是将玻璃液体转化为纤维的关键部分,钢丝绞盘则用于控制玻璃纤维的拉丝速度。
在拉丝室中,玻璃液体通过适当的温度和施加机械力使其温度和粘度适中。
然后,通过加热和拉伸的方式,玻璃液体逐渐变成具有一定直径的玻璃纤维。
这个过程被称为“拉丝”。
拉丝的关键是控制温度和拉伸速度,以保证拉出来的纤维具有一定的强度和柔软性。
在拉丝过程中,拉伸速度和温度必须匹配,以防止纤维断裂。
在拉丝完成后,玻璃纤维会进入切割装置。
切割装置通常是一个旋转的刀片,用于将连续的玻璃纤维切割成所需长度的纤维。
切割完毕后,玻璃纤维会进入收集装置。
收集装置通常是一个辊筒,用于收集切割好的纤维,并将其卷绕成一定长度的纤维束。
在卷绕的过程中,可以根据需要将多个纤维束合并在一起,形成更加坚固的纤维结构。
最后,纤维束会通过拉丝机的输送装置将其输送到下一个工序。
通常,这些纤维束会被用于制作成不同种类的玻璃纤维制品,例如玻璃纤维布、玻璃纤维板等。
总结起来,玻璃纤维池窑拉丝工艺流程包括原料制备、预热窑预热、熔化成液态、进入拉丝室进行拉丝、经过切割装置切割成所需长度、通过收集装置卷绕成纤维束,并最终输送到下一个工序。
这些工序相互配合,确保生产出具有良好质量和性能的玻璃纤维制品。
玻璃纤维及其应用玻璃纤维及其应用1概述玻璃纤维,又叫玻璃无机纤维.按其工艺角度可分为纺织玻璃纤维、绝缘玻璃纤维和玻璃纤维特种产品3类。
纺织玻璃纤维有长丝与短纤维之分,用以加工成中间产品或最终产品,玻璃纤维也叫玻璃棉或玻璃毛。
绝缘玻璃纤维主要用于保温、保冷、隔音和防燃.玻璃纤维特种产品有光导纤维、石英纤维和石英玻璃纤继等。
早在1864年,G·Parry就第1个用吹喷法、玻璃拉丝法将高炉渣制成玻璃纤维。
此法得到的矿渣棉用作隔热或隔冷材料.但玻璃纤维真正形成现代化工业,要追溯到本世纪30年代,美国首先发明了用铂柑锅连续拉制玻璃纤维和用蒸汽喷吹玻璃棉的工艺。
在此之后,世界各国相继购买它的专利进行生产,使得玻璃纤维工业得到迅速的发展。
玻璃纤维最早最重要的应用,应首推在第二次世界大战期间,采用玻璃纤维增强聚酯制成的雷达罩。
发展至今,由于其特殊性能,广泛用于石油、化工、冶炼、交通、电业、电子、通讯、航夭等工业部门,以及军事工程、人民生活用品的各个领域。
1950年,我国玻璃纤维工业才起步,当时只能生产绝热材料用的初级纤维。
1955年后,我国玻璃钢工业发展起来才使玻璃纤维工业得以迅速地发展。
2玻璃纤维的化学结构及分类2.1玻璃纤维的化学结构玻璃纤维是由硅酸盐的熔体制成的,各种玻璃纤维的结构组成基本相同,都是由无规则的SiO2网络所组成。
玻璃纤维的主耍成分是SiO2。
单纯的SiO2是通过较强共价键相联结的晶体,异常坚硬,熔点高达1700C以上,故加入CaCO3。
、Na2CO3,等以降低熔点,加热后,CO2逸出,因此玻璃纤维中含有SiO2、Na2O和CaO。
熔融的SiO2冷至熔点以下时,因其粘度非常大,液体流动性能很差,也需加人CaCO2、Na2CO3;等降低其粘度,利于玻璃纤维的形成。
此外,还加入其他一些成分,以达到玻璃纤维的最终用途。
所以,SiO2构成了玻璃纤维的骨架,加入的阳离子可能位于玻璃骨架结构的空隙中,也可能取代Si的位置。
玻璃纤维筋生产工艺玻璃纤维筋生产工艺介绍•玻璃纤维筋是一种由玻璃纤维增强材料制成的复合材料,具有较高的强度和耐久性。
•生产玻璃纤维筋的工艺过程非常重要,直接关系到产品的质量和性能。
原材料准备•玻璃纤维:采用优质的无碱玻璃纤维作为原材料,具有良好的抗拉强度和耐腐蚀性。
•树脂:选择适合的树脂作为粘结剂,常用的有环氧树脂和酚醛树脂。
•辅助材料:包括填料、硬化剂、增韧剂等,用于调整材料的性能。
制备工序1.切割:将玻璃纤维切割成一定长度的筋条,具体长度根据需求确定。
2.表面处理:进行表面处理,包括清洁和去除纤维上的杂质,以提高粘结性能。
3.涂覆树脂:在玻璃纤维筋表面均匀涂覆一层树脂,使纤维与树脂充分结合。
4.模具成型:将涂覆了树脂的玻璃纤维筋放入模具中,根据需求进行成型。
5.固化:将模具中的玻璃纤维筋放入固化室中,经过适当的温度和时间固化树脂。
6.后处理:对固化完毕的玻璃纤维筋进行切割、修整和质检,确保产品质量。
产品特点•高强度:玻璃纤维具有较高的拉伸强度,使得玻璃纤维筋具有良好的承载能力。
•轻量化:相比传统的金属筋,玻璃纤维筋具有较低的密度,能够减轻建筑物自身重量。
•耐久性:玻璃纤维具有抗腐蚀和抗老化的特性,使得玻璃纤维筋具有长期的使用寿命。
应用领域•建筑工程:玻璃纤维筋可用于混凝土构件的加固和增强,提高建筑物的抗震性能。
•道路桥梁:玻璃纤维筋可用于砼桥面板、护栏和预应力构件等,具有减轻自重和增加耐久性的效果。
•船舶制造:玻璃纤维筋可用于船体结构和船舶设备的加固和修缮,具有轻质化和防腐蚀的特点。
结论•玻璃纤维筋生产工艺的优化能够提高产品的质量和性能,为各个领域的工程提供了可靠的材料解决方案。
通过不断创新和改进,玻璃纤维筋还有更广阔的应用前景。
玻璃纤维筋生产工艺的创新与改进制备工序的自动化•传统的制备工艺需要人工操作,效率低下且易受到人为因素的影响。
•现代化的玻璃纤维筋生产线采用自动化设备,能够大幅度提高生产效率和产品一致性。
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文章编号:10062446X(2009)0520064204玻璃纤维的表面金属化方小强1 柴东朗2 钟 辉1(1.成都理工大学材料与化学化工学院,四川 成都 610059;2.西安交通大学材料科学与工程学院,陕西 西安 710021)摘 要:采用以甲醛为还原剂、E DT A・Na2和T ART・K Na为络合剂的双络合剂体系对玻璃纤维表面进行了化学镀铜。
结果表明,在玻璃纤维表面上成功镀覆上一层致密、亮铜色的铜镀层。
关键词:高强玻璃纤维;化学镀铜中图分类号:T Q171177 文献标识码:A高强玻璃纤维强度高、耐热性好、电绝缘性能优异,在航空航天、国防军工、电机电器、船舶、汽车、体育用品等领域获得大规模应用[1]。
玻璃纤维作为增强材料主要是在树脂基体上的应用,然而用来增强金属基体在国内外目前鲜见报道。
玻璃纤维表面金属化的方法很多,由于化学镀方法工艺设备简单,并且可以在非导体基体上进行而得到人们重视[2]。
本文采用化学镀技术对玻璃纤维进行表面金属化。
到目前为止,化学镀铜技术发展较为成熟[3],但主要是研究单络合剂对化学镀铜液以及对金属基体的表面镀覆。
本文主要讨论了一种新的适合在玻璃纤维表面化学镀铜的新配方以及EDT A・Na2和T ART・K Na双络合剂对化学镀液稳定性的影响。
1 实 验111 试 剂试剂:丙酮,Na OH,HCl,SnCl2・2H2O,PbCl2,CuS O4・5H2O,乙二胺四乙酸二钠(E DT A・Na2),酒石酸钾钠(T ART・K Na),37%甲醛溶液。
以上试剂均为分析纯。
112 前处理工艺玻璃纤维为非金属,在非金属基体上进行化学镀必须进行前处理。
主要过程有:丙酮除胶、表面刻蚀、敏化、活化四个步骤。
本文对玻璃纤维进行前处理采用的工艺为:(1)丙酮除胶:首先配置体积分数为30%~70%的丙酮溶液,将玻璃纤维布裁剪成70mm ×70mm放置其中,浸泡30m in。
玻璃纤维长丝的金属化方法
T.Onggar;M.M.B.Hasan;R.Hund;C.Cherif;吴柔腾
【摘要】德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(ITM)开发的玻璃纤维长丝的湿化学金属化方法,使获得一系列具有更高功能性的纺织结构成为可能.这项工作的目的是开发一种简单而经济适用的技术,用于金属银涂层的玻璃纤维长丝的后整理.通过这一技术能在玻璃纤维表面获得均匀、完全覆盖和永久固定的银层.这些功能化的玻璃纤维长丝表面显示出电磁屏蔽和电磁性能,使其在各个领域中获得应用.
【期刊名称】《国际纺织导报》
【年(卷),期】2017(045)002
【总页数】4页(P18-20,22)
【关键词】玻璃纤维长丝;湿化学金属化方法;银;涂覆
【作者】T.Onggar;M.M.B.Hasan;R.Hund;C.Cherif;吴柔腾
【作者单位】德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(德国);德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(德国);德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(德国);德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(德国)
【正文语种】中文
玻璃纤维(GF)由于其优异的物理和化学性能及其低质量,目前主要用于复合材料增强领域。
超过80%的玻璃纤维长丝用作复合材料的增强材料,例如:机器或结构
中的承载部件,以及织物混凝土、增强工业功能部件(如砂轮、齿轮皮带和离合器衬片)等。
玻璃纤维属于无机高性能纤维。
纤维材料不具有任何规则的晶格,其特征是无定型各向同性结构。
由于其特有的分子结构,这种高性能纤维表现出较高的抗张强度和弹性模量。
玻璃纤维固有的疏水性(吸水率<0.1%)使其能适用于极端气候状况及潮湿/湿条件下的应用。
玻璃纤维长丝可抵抗不同的环境影响,并具有很高的使用温度(E-玻璃纤维可高达350 ℃)。
这种高性能纤维还可以根据其应用定制相应的化学和物理性能。
目前最先进的在纤维中和纤维表面进行的玻璃纤维金属化技术,采用的是从气相或电化学镀层沉积金属层的物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)。
在PVD和CVD工艺中,需采用高温以获得稳定的金属层。
电化学镀层需要多个处理步骤,并使用大量的化学药品,严格控制工艺参数。
2135297 A专利中报道了玻璃纤维金属化的一种3步骤过程。
每个过程通常在不同温度、不同气体下进行,并且需要大量的时间以获得所要求的产品。
专利DE 3880776 T2报道了用于制造适配玻璃-金属密封件的方法,它需要982~1 087 ℃的温度和15 min的加工时间。
在专利DE 1 720 977 A中,玻璃纤维金属化之前需在400 ℃下进行硅烷化反应,在此期间纤维受到损坏。
除玻璃纤维用作增强材料外,碳纳米管或银粉也常作为填充材料在复合物中使用。
目前,市场上用于在纤维和织物表面进行玻璃纤维金属化的方法都非常复杂,加工温度高,工艺步骤多,在后整理工序中需附加材料,且经常还需要反应气体,故难以大量处理。
本文研究的目的是赋予高拉伸强度、高弹性模量及高熔融温度的玻璃纤维长丝特殊的性能,如高导电性和电磁屏蔽特性。
为了达到这一目的,德国德累斯顿工业大学纺织机械和高性能材料技术研究所(ITM)开发了一种连续且具有成本效益的湿化学技术,以创造具有可重复质量的、稳定的银层。
选择金属银是因为它的高导电性及其相关的电磁屏蔽性能。
面临的挑战是要求获得对玻璃纤维表面具有良好黏附性且
均匀、无缺陷的金属层。
银涂层研究选用的是一种线密度为600 tex的E-玻璃纤维长丝 (EC14-600)。
经硅氧烷或环氧硅烷等织物上浆整理的玻璃纤维长丝专门用于制备织物增强结构。
在这种玻璃纤维长丝银涂层的连续湿化学方法中,需要微粒中具有2个氨基官能团的
氨基硅烷,如: N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷(C8H22N2O3Si)。
E-
玻璃纤维长丝表面需连续通过硅烷-银二胺复合物水溶液以实现银涂层,然后用
L(+)-抗坏血酸水溶液还原银离子,以在玻璃纤维表面获得还原的金属晶种。
因此,阴离子以湿化学方法被固定于长丝表面。
在还原之后,试样用冷水洗涤,并以0.5 m/min的速率在200 ℃下于烘箱干燥器中热固定。
根据德国标准DIN 38 406部分18,使用原子吸收光谱仪(AAS)ZEEnit 700测定
镀银E-玻璃纤维长丝的银的质量分数。
采用扫描电子显微镜(SEM)DSM 982 Gemini研究金属化E-玻璃纤维的表面形态。
通过SEM与能量色散X射线光谱仪(EDX)的结合,半定量地测定诸如碳(C)、氧(O)、钠(Na)、铝(Al)、硅(Si)、钾(K)和银(Ag)等元素的含量。
通过误码率(BER)测试仪器表征导电E-玻璃纤维长丝的数字信号转移质量。
软件SmarTexUSB通过USB接口实现对BER硬件的自动控制,
并记录测量BER。
分别用1、5、10、25和50 MHz的频率测量BER。
通过万用表Fluke 8846A测量不同长度的E-玻璃纤维长丝的电阻,再取其平均值。
根据应用要求,玻璃纤维可由不同材料的结合获得,其中的主要成分是硅酸盐。
具有三维(SiO2)x网络的缩合二氧化硅结构在其相界处不具有未缩合的自由硅烷醇官能团。
玻璃纤维表面的这些化学反应性羟基[图1(a)]给予功能化的氨基(AEAPTMS)[包含N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷]共价键合。
缩合硅烷的有机官能团现在可用于结合银离子。
2个相邻硅烷链的伯NH2基团可以与一个银阳离子形成两个银二胺复合物,如图1(b1)所示。
AEAPTMS在聚合物链中具有2个氨基。
一种银二胺配合物可以在E-玻璃纤维表面[图1(b2)]形成具有一个伯和
仲氨基基团的硅烷链。
通过使用L(+)-抗坏血酸水溶液(C6H8O6)可以将E-玻璃纤维表面的这种电离的银(Ag+)还原成金属银(Ag0)[图1(c)]。
可以通过使用含有银二胺复合物溶液的连续湿化学金属化法在E-玻璃纤维表面添
加银。
可在沿长丝材料的整个长度上,即E-玻璃纤维长丝表面实现具有金色阴影的、均匀且完整的银层[图2(b)]。
根据德国标准DIN 38 406部分18,使用AAS ZEEnit 700可测得,镀银E-玻璃
纤维长丝中银的质量分数为(5.2±0.5)%。
使用SEM和EDX分析湿化学银涂层的表面形态,并对在E-玻璃纤维表面可实现
的银涂层的规则程度进行了研究。
未涂覆的E-玻璃纤维长丝表面光滑[图3(a)],在金属涂覆后的E-玻璃纤维长丝表面可观察到分布非常规则的、彼此结合的银颗粒[图3(b)],长丝表面的银层上没有检测到裂纹。
通过SEM与EDX的结合,半定量地测定了未涂覆和金属涂覆的E-玻璃纤维长丝
上的化学成分分布,结果汇总于表1。
由表1可见,未涂覆和金属涂覆的E-玻璃纤维长丝表面的Na、Al、Mg、Fe、B
和Ca的质量分数十分相似,银涂覆后,O的质量分数下降,Ag的质量分数达21.94%。
较低的氧含量可归因于水和醇的分裂,使所用硅烷的反应性烷氧基与玻
璃纤维表面的硅基团形成共价键。
在1~50 MHz的不同频率下,测量0.3~ 1.0 m长度的涂覆银的E-玻璃纤维长丝的BER。
测量结果表明,在高达10 MHz的频率下不会发生信号损失,但在25~50 MHz
频率下可观察到显著的信号损失,所测得的最大BER为0.042。
测量涂覆银的E-玻璃纤维长丝的电阻发现:电阻与测试长度呈线性关系(图4)。
在其他研究中,发现导电E-玻璃纤维长丝可以使用夹具或焊接的方式与金属丝连接,其优点是熔融温度超过1 000 ℃的E-玻璃纤维长丝可促进需要高焊接温度的金属
线的连接。
此外,金属化的E-玻璃纤维长丝不仅可用作增强材料,而且可用作热固性及热塑性纤维增强复合材料中的功能性长丝。
可以用连续湿化学长丝金属化方法对E-玻璃纤维长丝进行银涂层。
该方法通过使用硅烷-银二胺复合物的水溶液来实现。
使用这种湿化学长丝金属化方法,可以获得覆盖E-玻璃纤维长丝表面的完整银层。
银层沿长丝整个长度方向分布良好。
这种湿式化学长丝金属化方法可在室温下操作,简单而有效。
未来,该法可用于不同类型玻璃纤维的金属化,可通过金属化增添玻璃纤维长丝的特性,如高拉伸强度及高弹性模量。
形态(采用SEM)和分析(采用EDX,AAS)研究证实E-玻璃纤维表面存在大量银。
测得银的质量分数达(5.2±0.5)%。
这些涂覆银的E-玻璃纤维长丝具有导电性。
这些功能性长丝的应用领域十分宽广,如:用于无损结构健康监测的、具有集成导电纺织品传感器网络的玻璃纤维增强复合材料,用于集成电加热织物加热系统的加热纺织品。
其他应用还包括:具有集成导电玻璃纤维长丝的部件或玻璃纤维增强塑料壳体中不同化学/物理参数的测量,以及电磁扰动的小型化(例如计算机或通信工具)。
由于其可应用的电性能,金属化玻璃纤维长丝未来必将会应用于更重要的领域。