不锈钢纤维的性能及应用

曹红梅

(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000 )



不锈钢纤维的性能及应用

曹红梅

(陕西工业职业技术学院，陕西咸阳712000 )

摘要本文介绍了不锈钢纤维的材质、规格、特点、有关物理指标以及开发动态，通过对不锈钢纤维产品不同频率下的屏蔽效能测试，完全符合安全要求。适宜制作特种行业的工作服及军用遮障基础布等军工产品。

关键词不锈钢纤维性能产品 性能 应用

金属纤维作为一类新型的纺织材料,它与高科技产业关系密切。在三大纺织品中都有应用, 我国二十多年来,在纤维生产和纺织品应用金属纤维开发方面取得了突破,继铝涤复合丝之后,又成功地开发出不锈钢纤维,且已建立了多个生产基地, 生产更多的产品, 包括纤维、纱线、坯布及服装等出口产品。下面就不锈钢纤维产品的开发作一介绍。

1不锈钢纤维

不锈钢短纤维是近年发展起来的新型功能材料，它是将不锈钢加工成微米级的细丝, 其直径只有几微米，故在保持原金属性能的基础上产生了其他新的特性。原始的不锈钢纤维是长丝束(指拉拔丝)。每束含数千根至数万根不锈钢纤维。其色泽光亮，由于该纤维具有细微、柔软特性和良好的挠性，并且有较好的机械性能，导电性能好，耐腐蚀性好，不锈钢纤维捻线耐热性好。在氧化氛围中，温度高达600℃条件下可连续使用，是很好的耐高温材料，同时也是传热的良导体[1]。

1.1常用不锈钢纤维的规格和性能

不锈钢纤维材质的牌号较多,如OOCr17Ni12Mo2 (相当于AISI316L) 、OOCr18Ni9 (相当于AISI304L)、OCr17Ni12Mo2(相当于AISI316)等,表示了不锈钢纤维材质中各种成分的含量。不锈钢纤维的规格一般以纤维的直径确定,一般情况下纤维的直径在4mm~30mm之间,通常通用的为6mm~12mm。

不锈钢纤维束每束根数一般在5000根~20 000根之间,可按需要确定。不锈钢纤维的体积质量为7.96 g/cm3~8.02 g/cm3,室温条件下断裂强度为686 N/mm2~980 N/mm2,直径偏差率不大于2.5%,断裂伸长率在0.8%~1.8%之间,每米丝束重量不匀率不大于3%不锈钢丝的耐腐蚀性较好,完全耐硝酸、磷酸、碱和有机化学溶剂的腐蚀,但在硫酸、盐酸等还原性酸液以及含卤基的溶液中耐腐蚀性稍差[2]。

1.2纺纱用不锈钢纤维的品质检验

不锈钢纤维目前在棉纺生产中应用较多。不锈钢纤维的断裂强力和断裂伸长率的检验,可使用单纤维强力机,其夹持长度为20 mm,拉伸速度为2 mm/min.。在检测不锈钢纤维的直径时采取随机取样的方法,中段切断30 mm长, 不同直径的试样，取样不同, 不同规格的取样根数及预加张力见表1。

表1　不同直径规格的取样根数及预加张力

在检测不锈钢纤维的外观质量时,通常检查两项指标。

色泽:系指同批纤维中色泽的均匀程度,通常用目视来判别是否有明显的不一致。

疵点:系指金属灰分、硬丝、并丝、束与束或纤维与纤维之间的粘连,不允许有明显的上述现象出现。

1.3不锈钢纤维的纺纱前预处理

不锈钢纤维长丝束不能直接纺纱,纺纱前需将长丝束牵切拉断。不锈钢纤维的纺丝有熔炼法、切削法和拉拔法三种,纺织用不锈钢纤维大多采用集束拉拔法纺丝。纤维的长度及分布应满足纺纱工艺要求和产品的要求,即纺纱工艺有短纤维型、中长型、毛型之分。产品要求也有差异,尤其要考虑某些特殊要求,如军用防雷达侦察伪装网用织物对纤维长度的要求应与侦察雷达频率相适应[3]。

2不锈钢纤维的产品开发动态

2.1不锈钢纤维混纺产品

不锈钢纤维的混纺产品种类较多,其用途也较为广泛。

不锈钢纤维混纺产品可用于抗静电非织造过滤布。常用的是在合纤中加入一定量的不锈钢纤维制成非织造布,在中间夹合纤基布再与不锈钢纤维复合成非织造布。不锈钢纤维混纺产品具有很好的屏蔽效果,服用性能良好且耐洗涤,其成品有防护围裙、护胎宝、大褂、西服、马夹、衬衫等,还有电子仪器防干扰罩及反电子侦察产品等[4]。以两种不锈钢纤维混纺民用产品为例，测试基本性能特征见表2。

表2　 两种不锈钢纤维混纺产品的基本性能特征

以两种不锈钢纤维混纺民用产品为例，经用10 MHz、30 MHz、100MHz、300 MHz、1000 MHz、10000 MHz等多个频率电磁波检测屏蔽效能，测试结果见表3。

表3　不同频率下两种不锈钢纤维混纺

从表3可以看出：经10 MHz、30 MHz、100MHz、300MHz、1000MHz、10000MHz等多个频率电磁波检测，屏蔽效能均在31dB以上,符合安全要求。

2.2纯纺产品

(1)不锈钢纤维纱线的机织物,可用于高温烟气干法净化袋除尘系统、耐热缓冲垫、热工传送带等。不锈钢纤维微孔过滤毡,采用气流成网,真空烧结工艺压成毡, 具有耐高温、抗腐蚀、高强度的特点,适用于高温、高粘度和有腐蚀性介质等条件下的过滤, 是化纤、薄膜、石油和液压传动等领域的重要过滤材料。

(2)不锈钢纤维与有机纤维(合纤)复合非织造布,以某种机织物为骨架材料,再与不锈钢纤维网片复合,可用作抗静电类过滤材料。具有优良的过滤、透气性能。目前纯不锈钢纤维针刺法非织造布,其中有中间夹机织布和不夹机织布的两类产品。

2.3不锈钢纤维的军工产品

(1)军用多功能篷盖布。目前使用的多功能篷盖布具有阻燃、防光学、防红外、防水、耐气候、耐腐蚀、防电磁波等多种功能,其中防电磁波功能可以用混入特定设计的不锈钢纤维。

反雷达侦察伪装遮障用基础布(伪装网)。

(2) 可用于制造金属纤维弹。以金属纤维为主装药的弹体爆炸后,会在起爆药的作用下变成很短的纤维或粉尘,悬浮于空气中形成烟云气溶胶,潜入坦克或其他战车内部,使车体内部的绝缘件失效而短路,造成难以正常行驶的局面。

(3) 雷达目标布。即有意识使雷达侦察发现,而无真实军事目标的遮障物。可以以假乱真,诱惑敌人。还可作为航海救身器材,便于寻找失去的目标或需寻找遗失的目标。其原理是在布中增加不锈钢纤维的含量,即增大雷达反射面而无需散射设计[5]。

(4) 单兵热成像防护服。金属纤维对电、热敏感,存在于织物中,使其有防止热成像设备侦视的功能。

2.4其他用途

(1)不锈钢纤维粉末可制成高精度的过滤材料,其精度可达微米级,也可用于食品、药品、饮料加工等行业,还可制成抗静电纸、抗微波的导电塑料、包装电子元器件的导电薄膜等。

(2)增强复合材料。用不锈钢纤维作汽车发动机连杆, 保持同样强度和刚度，比传统材料轻许多。

3结语

不锈钢纤维捻线具有电阻稳定、耐高温、导电性佳等优点。基于不锈钢纤维捻线的优良性能，其广泛应用于防静电刷、耐高温导电缝纫线、信号传输线、导电传输线、发热线、智能服装等领域。不锈钢纤维捻线导电性能好，纤维的电阻很低，是电的良导体，防静电、屏蔽电磁波。

不锈钢纤维是高科技领域的新型纤维材料之一,在国际上已有长足的发展,我国也非常重视,着力研究,取得了较大进展。目前不锈钢纤维与其他吸波剂结合应用,效果也比较理想。对于金属纤维这一高科技材料,其在民用、工业、军事方面的开发应用前景非常广阔。

参考文献

[1]金永良.纤维组合工程及其应用[J]. 江苏技术纺织品,2009(2).

[2]邢维恕,等.防静电服装面料的生产[J] .棉纺织技术,2008,28(9):30-32.

[3]蔡普宁.金属纤维混纺织物防微波辐射性能测试方法的探讨[J].棉纺织技术,2009,29(7):34-36.

[4]华涛.纺织防热辐射性能测试方法的研究[J]. 产业用纺织品,2009(12):38-40.

[5]文珊.金属纤维织物的屏蔽和服用性能[J].纺织学报, 2008(6): 79-81.

作者：曹红梅(1970-)，女，硕士,讲师，研究方向：纺织材料。

Performance and Application of Stainless Steel Fiber

CAO Hong-mei

(Shaanxi Polytechnic Institute, Xianyang 712000)

Abstract：The material, characteristics, specifications, physical parameters and dynamic development of stainless steel fiber were introduced and it fully met the safety requirements by testing the shielding effectiveness of stainless steel fiber under different frequencies which was suitable to make special trade’s work clothes and military products such as military protection and screen basic cloth.

Key words：stainless steel fiber, performance, product, properties, application

文章编号：1008-5580(2015)02-039-05

文献标志码：中国分类号：TS101.923A

基金项目：陕西工业职业技术学院科研课题“不锈钢纤维纯纺纱工艺研究”(课题编号ZK14-25)

收稿日期：2015-04-10