纺织材料学 12纺织材料的电磁学性质ppt课件

1、2022-1-30第十二章第十二章 纺织材料的电磁学性质纺织材料的电磁学性质第一节第一节 介电性质介电性质第二节第二节 导电性质导电性质第三节第三节 静电性质静电性质第四节第四节 磁学性能磁学性能n 纤维在加工和使用过程中会遇到一系列与电有关的现象，如介电现象、导电现象、静电现象等。研究纤维的电学现象有利于了解纤维的电学性质及纤维结构与电学性质之间的关系。本章主要介绍纤维材料的介电、导电、静电、磁学性质。 n一、介电性质一、介电性质n1介电现象和介电常数介电现象和介电常数n 所谓介电现象是指绝缘体材料所谓介电现象是指绝缘体材料(也叫也叫电介质电介质) 在外加电场作用下，内部分子在外加电场作用下

2、，内部分子形成电极化的现象。形成电极化的现象。第一节第一节 介电性质介电性质n纤维的介电常数纤维的介电常数r ：n 定义定义: 在电场中，由于介质极化而引起相在电场中，由于介质极化而引起相反电场，将使电容器的电容变化，其变化的反电场，将使电容器的电容变化，其变化的倍数称为介电常数。它是材料的本体常数。倍数称为介电常数。它是材料的本体常数。n 其数值为：其数值为：r =C材材/C0n C材材以某种纤维材料为介质时，电容以某种纤维材料为介质时，电容器器 的电的电 容量；容量；n C0以真空为介质时，电容器的电容以真空为介质时，电容器的电容量量 2.常见纺织纤维的介电常数常见纺织纤维的介电常数3.3

3、.影响纤维介电常数的主要因素影响纤维介电常数的主要因素n(1) 纤维内部结构对介电常数的影响纤维内部结构对介电常数的影响n 电介质的密度：密度愈大，电介质的密度：密度愈大，r； n 极化率：纤维分子极化程度极化率：纤维分子极化程度，r； n 纤维分子量：分子量纤维分子量：分子量，r (2) 外部因素对介电常数的影响 温度：温度增加，r增加。 频率：先上升再下降。 回潮率：回潮率增加，r增加二、介电损耗二、介电损耗n1介电损耗介电损耗n 在交变电场作用下，纤维材料的极性基团以及纤在交变电场作用下，纤维材料的极性基团以及纤维内部的水分子会发生极化，极化分子部分地沿着维内部的水分子会发生极化，极化分

4、子部分地沿着电场方向定向排列，并随着电场方向的变换不断地电场方向定向排列，并随着电场方向的变换不断地作扭转交变取向运动，分子间发生碰撞、摩擦、生作扭转交变取向运动，分子间发生碰撞、摩擦、生热，消耗能量。这种电介质在电场作用下引起发热热，消耗能量。这种电介质在电场作用下引起发热的能量消耗，称为介电损耗。的能量消耗，称为介电损耗。n 式中：为电场消耗的功率式中：为电场消耗的功率W/cm2）；为外电）；为外电场的频率场的频率(Hz); 为外电场强度为外电场强度V/cm）；为介电损）；为介电损耗角的正切。耗角的正切。2介电损耗的利用介电损耗的利用n 介电损耗取决于介电常数介电损耗取决于介电常数r 和介

5、电损耗和介电损耗 角正切角正切tg。r 和和tg主要由纤维的组成和主要由纤维的组成和结构决定，与电场频率有关。干燥纤维材结构决定，与电场频率有关。干燥纤维材料的介电常数一般为料的介电常数一般为25，tg为为0.00l0.05，而水的介电常数为，而水的介电常数为2080，tg为为0.151.2，所以水的介电损耗因数至少比，所以水的介电损耗因数至少比干燥纺织纤维大几十倍。干燥纺织纤维大几十倍。第二节第二节 导电性质导电性质LSRSILUv/vULSRI SLn1纤维比电阻及其表达纤维比电阻及其表达n (1) 体积比电阻体积比电阻vn 体积比电阻是指单位长度体积比电阻是指单位长度1cm ） 上所施上

6、所施 加的电压加的电压U，相对于单位截面，相对于单位截面1cm2上所上所流过的电流流过的电流I之比，其值是电阻率，单位之比，其值是电阻率，单位cm。n/vULSRISLn(2) 表面比电阻表面比电阻sn 纤维柔软细长，体积或截面积难以测量，纤维柔软细长，体积或截面积难以测量，而通常纤维导电主要发生在表面，因此采用表而通常纤维导电主要发生在表面，因此采用表面比电阻面比电阻s表达。表达。 s是单位长度是单位长度1cm ）上）上的电压的电压U/L与单位宽度与单位宽度1cm ） 上流过上流过的电流的电流I/H之比，单位欧姆之比，单位欧姆。n /sULHRIHLn (3) 质量比电阻mn 考虑纤维材料比

7、电阻测量的方便，引入质量比电阻m概念，即单位长度1cm ）上的电压U/L与单位线密度1g纤维上流过的电流(I/(W/L)之比，单位是欧姆克厘米2(g/cm2)。vLWRLWILU2/vLWRLWILU2/2/mvU LWRIW LL 表表 纺织纤维的质量比电阻纺织纤维的质量比电阻2影响纤维比电阻的主要因素影响纤维比电阻的主要因素n(1) 吸湿对纤维比电阻的吸湿对纤维比电阻的 影响影响n 干燥的纺织纤维比电阻干燥的纺织纤维比电阻很大，吸湿后比电阻下很大，吸湿后比电阻下降降n 回潮率增加，回潮率增加，m降低降低 图 质量比电阻与相对湿度的关系n(2) 温度对纤维温度对纤维 比电阻的影响比电阻的影响

8、 n 温度增加，温度增加，减少，导电性减少，导电性能增加能增加 ;图图 质量比电阻与温度间的关系质量比电阻与温度间的关系n(3) 纤维附着物的影响n 纤维上的附着物：油剂、棉蜡、油脂的 存在，。 n(4) 其他因素对纤维比电阻的影响 n 如：测试时的电压高低、测定时间长短和所用电极材料等 第三节第三节 静电性质静电性质n1静电现象n 所谓静电现象是指不同纤维材料之间或纤维与其它材料之间由于接触和摩擦作用使纤维或其它材料上产生电荷积聚的现象。2.静电的危害与应用静电的危害与应用 n危害：n 使纤维发生粘结或分散；n 吸附飞花与尘埃，造成纱疵；n 静电放电；n 其他：影响电器仪表的准确性，使录音磁带产生杂音等等n 应用：n 静电植绒、静电吸尘、粉末塑料的静电喷涂等。 表表 一些织物表面比电阻与电荷半衰期一些织物表面比电阻与电荷半衰期的关系的关系2纺织纤维的静电电位序列当两个绝缘体相互摩擦后分开时，介电常数当两个绝缘体相互摩擦后分开时，介电常数r 大的取正电荷，小的取负电荷。大的取正电荷，小的取负电荷。当两个绝缘体相互摩擦后分开时，介电常数当两个绝缘体相互摩擦后分开时，介电常数r大的取正电荷，小的取负电荷。大的取正电荷，小的取负电荷。图图 静电起电序列图静电起电序列图n3消除纤维静电现象的主要措施：消除纤维静电现象的主要措施：n (1) 适当提高空