含金属纤维纱线的介电常数测试与计算

摘要

金属纤维是一种新型高性能纤维，兼具金属优良的导热、导电等性能和普通纤维的柔软、可纺性等性能。金属纤维纱线多由普通纤维和金属纤维以一定的方式制成。目前金属纤维纱线是制备具有电磁功能织物的首选。所以研究含金属纤维纱线的介电常数对于理解该类织物的电磁性能至关重要。
　　金属的介电常数非常复杂，所以当金属纤维和普通纤维混合时，其介电常数也表现出复杂的特性。因此，为了探究金属纤维纱线混合体的介电常数及其测量方法，本课题采用聚酯(PET)板和铜板以不同的排列方式，分别模拟了普通纱线简单的混合关系、金属纤维和纺织纤维简单的混合关系;进一步用金属纤维纱线与环氧树脂进行混合，形成等效串联和并联关系。最后，分别测试不同串联和并联条件下的介电常数，研究其影响因素和介电常数计算公式，推算测试值和计算值的一致性，以探索含金属纤维纱线的介电性能。
　　研究结果表明:
　　(1)PET板与空气分别形成串联、并联关系时，等效介电常数的测试值与计算值基本相等，误差较小。随着试样中PET体积百分比增加，介电常数增大。且随着频率增大介电常数呈现减小趋势。
　　(2)PET板和铜板形成串联关系时，等效介电常数的测试与计算结果误差很小。等效介电常数与两种介质的体积百分比成非线性相关关系。随着试样中空气所占比例增加，误差逐渐增大。
　　PET板、铜板和空气形成并联关系时，介电常数测试值与计算值的误差波动较小。介电常数与PET含量基本成线性相关关系。极板间加入铜之后，介电常数的复杂性远高于极板间只存在PET板时的模型。
　　PET板、铜板、空气三者混合时，此模型最接近含金属纤维纱线的结构。
　　(3)当棉/不锈钢纱线与树脂形成的复合体为并联关系时，随着试样中纱线体积百分比增加和纱线中不锈钢纤维含量增加，试样介电常数逐渐增大。并通过计算得出纱线的介电常数。
　　当棉/不锈钢纱线与树脂形成的复合体为无数串联和并联关系时，随着试样中纱线体积百分比增加和纱线中不锈钢纤维含量增加，试样介电常数逐渐增大。由于此模型情况较为复杂，因此并没有计算出此种情况下纱线的介电常数，有待进一步研究。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 金属纤维纱线的概念、分类及用途

1．1．1 概念

1．1．2 金属纤维纱线分类

1．1．3 金属纤维纱线用途

1．2 介电常数的概念及影响因素

1．2．1 定义

1．2．2 介电常数影响因素

1．2．3 材料介电常数的重要性

1．3 现有纤维集合体的介电常数测试方法研究现状

1．3．1 传输线法

1．3．2 谐振腔法

1．3．3 自由空间法

1．3．4 平板电容法

1．3．5 介质等效串联和并联模型理论

1．4 本文研究内容及目的

第二章 PET板串联和并联模型下的介电常数研究

2．1 实验部分

2．1．1 实验材料

2．1．2 样品制备

2．1．3 测试方法和设备

2．1．4 实验理论与计算

2．2 结果与讨论

2．2．1 PET板串联模型下的介电常数研究

2．2．2 PET板并联模型下的介电常数研究

2．3 本章小结

第三章 PET板和金属板串联和并联模型下的介电常数研究

3．1 实验部分

3．1．1 实验材料

3．1．2 样品制备

3．1．3 测试方法和设备

3．1．4 实验理论与计算

3．2 实验结果及分析

3．2．1 PET板和金属板串联模型下的介电常数研究

3．2．2 PET板和金属板并联模型下的介电常数研究

3．3 本章小结

第四章 含金属纤维纱线介电常数的研究

4．1 实验部分

4．1．1 实验材料

4．1．2 样品制备

4．1．3 测试方法和设备

4．1．4 实验理论与计算

4．2 结果及分析

4．2．1 并联模型的介电常数

4．2．2 无数串联和并联模型的介电常数

4．2．3 两种模型的对比分析

4．3 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况

致谢