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做为纺织复合材料的三维机织物的分类性能与织造特点解析_业内资讯_业界资讯__复合材料信息网

时间 :2024-08-27 作者 : 来源: 浏览 :6288 分类 :
三维机织物是近年来备受关注的纺织 复合材料之一,因其制备工艺广泛、制备方法多样,克服了二维层合复合材料层间强度低、易分层破坏等缺点,具有比强度高、比模量高、抗冲击性好、可设计性强等优点,广泛应用于航空航天、军事、汽车、建筑、医疗等领域。
  三维机织物的分类
  根据纱线交织规律的不同,二维机织物基础组织可分为平纹、斜纹和缎纹,由这3种基础组织变化组合,又可衍生出多种多样的复杂组织。同理,三维机织物的基础组织包括正交、角联锁和多层接结等3种,由这3种组织变化组合,又可衍生出各种复杂组织结构的三维机织物。
三维机织物是通过接结纱将多层织物连接在一起构成,接结纱又称捆绑纱、Z向纱,根据接结方式又可分为经纱接结和纬纱接结,用于连接各层织物的那部分经(纬)纱就称为接结经或接结纬。
  根据接结纱与经纱层、纬纱层交织方式和倾斜角度的不同,正交组织又分为整体正交和层间正交,角联锁组织分为整体角联锁和层间角联锁。改变经纱和纬纱的层数、接结纱的浮长和分布,就可得到各种各样的正交结构和角联锁结构。
正交组织和角联锁组织
  多层接结主要以经纱接结,接结方式大体分为两类:捆绑纱接结和自身经纱接结。
多层接结的两种接结方式
  此外,根据三维机织物结构特征的不同,可将三维机织物分为平板状实心织物和具有复杂结构的中空状织物;根据织物截面形状的不同,三维机织物可分为型材织物、多孔织物、管状织物和三维壳体结构织物等四大类。
型材织物

多孔织物

三维机织物的织造

以三维机织物为增强体的复合材料,不仅继承了传统层合材料高比强度、高比刚度、耐腐蚀性以及抗疲劳等性能,也克服了传统层合材料层间分离、开裂等问题,另又以质量轻脱颖而出,其应用领域最为广泛且进展迅速。

最基础的三维织物至少包含3个轴向:经向、纬向、Z向。Z向纱的引入,使得多层经纱和纬纱紧密地捆绑在一起,有效克服了层压复合材料普遍存在的易分层问题。对三维机织物引入更多的轴向,如三维四向、三维五向也是目前三维纺织领域的研究重点和热点。

多轴向三维机织物

三维机织物的织造工艺参数主要包括纱线品种、线密度、经纬密、织缩率、织物紧度(即纱线覆盖系数)、织物厚度、多孔织物的孔径形状、尺寸等。这些因素直接或间接地影响到复合材料的性能。

三维织物既可以在传统织机上进行织造,也可对传统织机加以改进。例如,将单织口改为多织口织造,可以显著提高织造效率,并有效减少织造过程中经纱的磨损。采用多经轴或筒子架供纱,可以更有效地控制经纱 inkmode" href="http://www.hc360.com/cp/zhangli.html" target="_blank" style="padding: 0px; margin: 0px; border: 0px; font-family: 宋体, Arial, Verdana, Helvetica, sans-serif; text-decoration: none; color: rgb(255, 0, 0); cursor: pointer; outline: none; text-indent: 28px;">张力 。还可以开发专用织机,制备某一种结构的三维织物。例如,采用圆织机直接织造管状织物,可以避免采用平面法织造碳 inkmode" href="http://www.hc360.com/cp/xianwei1.html" target="_blank" style="padding: 0px; margin: 0px; border: 0px; font-family: 宋体, Arial, Verdana, Helvetica, sans-serif; text-decoration: none; color: rgb(255, 0, 0); cursor: pointer; outline: none; text-indent: 28px;">纤维 管状织物时压扁给碳纤维造成的损伤。