紡織材料學 12紡織材料的電磁學性質ppt課件

1、2021-12-15第十二章第十二章 紡織資料的電磁學性質紡織資料的電磁學性質第一節(jié)第一節(jié) 介電性質介電性質第二節(jié)第二節(jié) 導電性質導電性質第三節(jié)第三節(jié) 靜電性質靜電性質第四節(jié)第四節(jié) 磁學性能磁學性能n 纖維在加工和運用過程中會遇到一系列與電有關的景象，如介電景象、導電景象、靜電景象等。研討纖維的電學景象有利于了解纖維的電學性質及纖維構造與電學性質之間的關系。本章主要引見纖維資料的介電、導電、靜電、磁學性質。 n一、介電性質一、介電性質n1介電景象和介電常數(shù)介電景象和介電常數(shù)n 所謂介電景象是指絕緣體資料所謂介電景象是指絕緣體資料(也叫也叫電介質電介質) 在外加電場作用下，內部分子在外加電場作用

2、下，內部分子構成電極化的景象。構成電極化的景象。第一節(jié)第一節(jié) 介電性質介電性質n纖維的介電常數(shù)纖維的介電常數(shù)r ：n 定義定義: 在電場中，由于介質極化而引起相在電場中，由于介質極化而引起相反電場，將使電容器的電容變化，其變化的反電場，將使電容器的電容變化，其變化的倍數(shù)稱為介電常數(shù)。它是資料的本體常數(shù)。倍數(shù)稱為介電常數(shù)。它是資料的本體常數(shù)。n 其數(shù)值為：其數(shù)值為：r =C材材/C0n C材材以某種纖維資料為介質時，電容以某種纖維資料為介質時，電容器器 的電的電 容量；容量；n C0以真空為介質時，電容器的電容以真空為介質時，電容器的電容量量 2.常見紡織纖維的介電常數(shù)常見紡織纖維的介電常數(shù)3.

3、3.影響纖維介電常數(shù)的主要要素影響纖維介電常數(shù)的主要要素n(1) 纖維內部構造對介電常數(shù)的影響纖維內部構造對介電常數(shù)的影響n 電介質的密度：密度愈大，電介質的密度：密度愈大，r； n 極化率：纖維分子極化程度極化率：纖維分子極化程度，r； n 纖維分子量：分子量纖維分子量：分子量，r (2) 外部要素對介電常數(shù)的影響 溫度：溫度添加，r添加。 頻率：先上升再下降。 回潮率：回潮率添加，r添加二、介電損耗二、介電損耗n1介電損耗介電損耗n 在交變電場作用下，纖維資料的極性基團以及纖在交變電場作用下，纖維資料的極性基團以及纖維內部的水分子會發(fā)生極化，極化分子部分地沿著維內部的水分子會發(fā)生極化，極化

4、分子部分地沿著電場方向定向陳列，并隨著電場方向的變換不斷地電場方向定向陳列，并隨著電場方向的變換不斷地作改動交變取向運動，分子間發(fā)生碰撞、摩擦、生作改動交變取向運動，分子間發(fā)生碰撞、摩擦、生熱，耗費能量。這種電介質在電場作用下引起發(fā)熱熱，耗費能量。這種電介質在電場作用下引起發(fā)熱的能量耗費，稱為介電損耗。的能量耗費，稱為介電損耗。n 式中：為電場耗費的功率式中：為電場耗費的功率W/cm2；為外電；為外電場的頻率場的頻率(Hz); 為外電場強度為外電場強度V/cm；為介電損；為介電損耗角的正切。耗角的正切。2介電損耗的利用介電損耗的利用n 介電損耗取決于介電常數(shù)介電損耗取決于介電常數(shù)r 和介電損耗

5、和介電損耗 角正切角正切tg。r 和和tg主要由纖維的組成和主要由纖維的組成和構造決議，與電場頻率有關?？菰锢w維資構造決議，與電場頻率有關?？菰锢w維資料的介電常數(shù)普通為料的介電常數(shù)普通為25，tg為為0.00l0.05，而水的介電常數(shù)為，而水的介電常數(shù)為2080，tg為為0.151.2，所以水的介電損耗因數(shù)至少比，所以水的介電損耗因數(shù)至少比枯燥紡織纖維大幾十倍。枯燥紡織纖維大幾十倍。第二節(jié)第二節(jié) 導電性質導電性質LSRSILUv/vULSRI SLn1纖維比電阻及其表達纖維比電阻及其表達n (1) 體積比電阻體積比電阻vn 體積比電阻是指單位長度體積比電阻是指單位長度1cm 上所施上所施 加的

6、電壓加的電壓U，相對于單位截面，相對于單位截面1cm2上所上所流過的電流流過的電流I之比，其值是電阻率，單位之比，其值是電阻率，單位cm。n/vULSRISLn(2) 外表比電阻外表比電阻sn 纖維柔軟細長，體積或截面積難以丈量，纖維柔軟細長，體積或截面積難以丈量，而通常纖維導電主要發(fā)生在外表，因此采用外而通常纖維導電主要發(fā)生在外表，因此采用外表比電阻表比電阻s表達。表達。 s是單位長度是單位長度1cm 上上的電壓的電壓U/L與單位寬度與單位寬度1cm 上流過上流過的電流的電流I/H之比，單位歐姆之比，單位歐姆。n /sULHRIHLn (3) 質量比電阻mn 思索纖維資料比電阻丈量的方便，引

7、入質量比電阻m概念，即單位長度1cm 上的電壓U/L與單位線密度1g纖維上流過的電流(I/(W/L)之比，單位是歐姆克厘米2(g/cm2)。vLWRLWILU2/vLWRLWILU2/2/mvU LWRIW LL 表表 紡織纖維的質量比電阻紡織纖維的質量比電阻2影響纖維比電阻的主要要素影響纖維比電阻的主要要素n(1) 吸濕對纖維比電阻的吸濕對纖維比電阻的 影響影響n 枯燥的紡織纖維比電阻枯燥的紡織纖維比電阻很大，吸濕后比電阻下很大，吸濕后比電阻下降降n 回潮率添加，回潮率添加，m降低降低 圖 質量比電阻與相對濕度的關系n(2) 溫度對纖維溫度對纖維 比電阻的影響比電阻的影響 n 溫度添加，溫度

8、添加，減少，導電性減少，導電性能添加能添加 ;圖圖 質量比電阻與溫度間的關系質量比電阻與溫度間的關系n(3) 纖維附著物的影響n 纖維上的附著物：油劑、棉蠟、油脂的 存在，。 n(4) 其他要素對纖維比電阻的影響 n 如：測試時的電壓高低、測定時間長短和所用電極資料等 第三節(jié)第三節(jié) 靜電性質靜電性質n1靜電景象n 所謂靜電景象是指不同纖維資料之間或纖維與其它資料之間由于接觸和摩擦作用使纖維或其它資料上產(chǎn)生電荷積聚的景象。2.靜電的危害與運用靜電的危害與運用 n危害：n 使纖維發(fā)生粘結或分散；n 吸附飛花與塵埃，呵斥紗疵；n 靜電放電；n 其他：影響電器儀表的準確性，使錄音磁帶產(chǎn)生雜音等等n 運用：n 靜電植絨、靜電吸塵、粉末塑料的靜電噴涂等。 表表 一些織物外表比電阻與電荷半衰期一些織物外表比電阻與電荷半衰期的關系的關系2紡織纖維的靜電電位序列當兩個絕緣體相互摩擦后分開時，介電常數(shù)當兩個絕緣體相互摩擦后分開時，介電常數(shù)r 大的取正電荷，小的取負電荷。大的取正電荷，小的取負電荷。當兩個絕緣體相互摩擦后分開時，介電常數(shù)當兩個絕緣體相互摩擦后分開時，介電常數(shù)r大的取正電荷，小的取負電荷。大的取正電荷，小的取負電荷。圖圖 靜電起電序列圖靜電起電序列圖n3消除纖維靜電景象的主要措施：消除纖維靜電景象的主要措施：n (1) 適當提高空氣