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合金功能性纺织材料的制备及性能表征

作　者: 徐秋香
导　师: 魏取福
学　校: 江南大学
专　业: 纺织工程
关键词: AFM SEM 铁磁性界面结合导电性能与抗静电性能光学性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着社会经济的发展,人们对传统的纺织材料提出了更高的要求,希望纺织材料在满足服用性能的同时能够具有更多的功能,为此出现了功能性纺织材料。纳米材料的研究是目前材料科学研究的一个热点,将纳米技术用于纺织材料研究开发新型功能性纳米纺织材料又是材料研究领域中的最新热点。为此纺织材料也跳出服用圈子成为装饰用、产业用纺织品方面的重要原料。由于纳米纺织材料独特的优越性,其应用前景非常可观。本论文采用低温射频磁控溅射技术在涤纶纺粘非织造布表面沉积MnFeCo合金功能性薄膜。然后对实验后样品的结构状态进行分析。使用原子力显微镜(AFM)分析合金薄膜的微观结构,分析镀层表面形貌与射频溅射工艺参数的关系,使用扫描电镜(SEM)分析镀膜表面微结构,观察镀膜与PET纤维基的界面结合情况。通过EDX分析样品镀层的元素组成,使用振动样品磁强计(VSM)测试样品的磁性,并分析镀层元素对铁磁性能的影响。探讨镀层在基材上存在的类型,通过观察镀层前后非织造布切面的形貌结构、镀层与基材的界面结合情况,了解影响镀膜与基材结合牢度的原因及应该如果加以改善,分析了影响镀膜开裂及脱落的原因及镀层的失效机理。最后对镀层后样品的功能性进行分析。使用数字式四探针测试仪测试MnFeCo合金镀层织物及镀有相同材料的云母片的导电性能,结果发现镀层云母片的导电性能很好,而织物虽然具有一定的导电性能,但是导电性能不是很好,文中分析了影响导电性能不良的可能原因,并借助织物感应式静电测试仪测试镀层前后织物的抗静电性能,发现经镀层后非织造布的抗静电性能非常地好,这就可以理解为织物经过镀层处理后,很容易将聚集在表面的静电传导出去,织物表面不容易积聚静电,起到了良好的抗静电效果。利用紫外可见分光光度计对溅射前后的非织造布样品进行测试,结果表明镀有MnFeCo合金薄膜的纺织材料其透明性能不是很好,具有很强的紫外线吸收功能,可以充分利用薄膜的这种特性开发其应用领域,用于对光线要求比较高、防紫外线的领域。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-14
  1.1 功能性纺织材料与纳米纺织品概述  9-13
    1.1.1 功能性纺织材料  9
    1.1.2 纳米纺织品  9-13
  1.2 MNFECO 合金材料概述及应用  13
    1.2.1 合金概述  13
    1.2.2 铁磁材料  13
  1.3 MNFECO 合金功能性纺织材料的特点及应用  13-14
第二章射频磁控溅射制备MNFECO 合金功能性薄膜  14-18
  2.1 制备MNCOFE 合金功能性薄膜的设备及其工作原理  14-16
    2.1.1 实验所用设备简介  14
    2.1.2 磁控溅射镀膜原理及其特点  14-16
  2.2 MNFECO 合金功能性薄膜的制备  16-17
    2.2.1 实验准备  16
    2.2.2 制备薄膜的实验方案  16-17
  2.3 本章小结  17-18
第三章 MNFECO 合金功能性薄膜的微观结构分析  18-24
  3.1 AFM 和SEM 的工作原理及所用仪器介绍  18-20
    3.1.1 AFM 的工作原理及所用仪器介绍  18-19
    3.1.2 SEM 的工作原理及所用仪器介绍  19-20
  3.2 AFM 对薄膜表面微观结构的分析及结果  20-22
    3.2.1 溅射时间对MnFeCo 合金功能性薄膜微观结构的影响  20-21
    3.2.2 溅射压强对MnFeCo 合金功能性薄膜微观结构的影响  21-22
    3.2.3 溅射功率对MnFeCo 合金功能性薄膜微观结构的影响  22
  3.3 试样的SEM 测试结果及分析  22-24
第四章 MNCOFE 合金功能性纺织薄膜铁磁性能分析  24-28
  4.1 振动样品磁强计VSM  24-25
    4.1.1 产品介绍/主要技术性能  24
    4.1.2 使用方法  24-25
  4.2 铁磁材料的磁滞回线和基本磁化曲线  25-26
    4.2.1 铁磁物质  25-26
  4.3 测试及结果分析  26-28
第五章 MNFECO 合金功能性薄膜与非织造布的界面结合研究及失效原理  28-37
  5.1 表面镀膜（层）与基体界面结合机理  28-29
    5.1.1 表面覆层与基体间结合界面的类型  28-29
  5.2 涂层与基体界面间的结合力  29-30
  5.3 SEM 分析界面微观结构  30-31
    5.3.1 SEM 扫描结果与分析  30-31
  5.4 涂层与基体间界面结合强度的测定  31-32
    5.4.1 剥离实验  31
    5.4.2 试样制备  31
    5.4.3 实验结果与分析  31-32
  5.5 影响涂层界面结合强度的因素  32-33
    5.5.1 材料的润湿性能  32
    5.5.2 界面元素的扩散情况  32-33
    5.5.3 基体表面的状态  33
    5.5.4 覆层的应力状态  33
  5.6 改善涂层与基体间界面结合强度的途径  33-34
    5.6.1 合理匹配覆层材料与基体材料的类型  33
    5.6.2 中间涂层（过渡层）的应用  33
    5.6.3 表面预处理  33-34
    5.6.4 利用一些促进物质间相互扩散的方法  34
  5.7 应力集中与失效原理  34-35
  5.8 本章小结  35-37
第六章镀膜前后非织造布的导电性能和抗静电性能分析  37-41
  6.1 导电性能分析  37-39
    6.1.1 SX1934（SZ-82）数字式四探针测试仪  37-39
  6.2 抗静电性能分析  39-41
    6.2.1 衣物静电对人体的危害  39
    6.2.2 抗静电性能测试仪器及实验原理介绍  39-40
    6.2.3 试样的抗静电性能分析及结果  40-41
第七章镀膜前后非织造布的光学性能  41-45
  7.1 抗紫外线性能测试的仪器及实验原理介绍  41-42
    7.1.1 仪器简介  41
    7.1.2 实验基本原理  41-42
  7.2 试样的光学性能分析及结果  42-43
    7.2.1 不同溅射时间制备的试样的光透射率比较  42
    7.2.2 不同溅射功率制备的试样的光透射率比较  42-43
    7.2.3 不同溅射压强制备的试样的光透射率比较  43
  7.3 应用前景  43-45
第八章结论  45-47
  8.1 论文总结  45
  8.2 存在的问题与不足  45-46
  8.3 课题展望  46-47
致谢  47-48
参考文献  48-51
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文  51

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