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金属纤维纺织品在工业上的应用与展望

产业用纺织品 2024年第1期42卷 23-30页

作者：孙鹏陈文豆董锬姜飞龙原锋辉许佩敏张阁西安菲尔特金属过滤材料股份有限公司陕西西安710201 空装驻新乡地区军事代表室河南新乡453000

综述了金属纤维纺织品的类型(机织物、针织物、烧结毡),重点介绍了金属纤维纺织品在电磁屏蔽、燃烧器、玻璃热弯成型、过滤等领域的应用,展望了金属纤维纺织品未来的发展方向和市场前景。

关键词：金属纤维纺织品电磁屏蔽过滤燃烧器

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金属纤维表面燃烧技术的研究与应用进展

中南大学学报(自然科学版) 2023年第10期54卷 4057-4070页

作者：王天天张扬张海清华大学能源与动力工程系热科学与动力工程教育部重点实验室北京100084

在“双碳”背景下,金属纤维表面燃烧技术因燃烧效率高、稳定性好、污染物排放低而备受关注。同时,该技术与低碳燃料、表面催化技术等相结合,可进一步实现减排降碳的目标,在工业和民用领域应用潜力巨大。本文从金属纤维的材料性质与结构... 详细信息

在“双碳”背景下,金属纤维表面燃烧技术因燃烧效率高、稳定性好、污染物排放低而备受关注。同时,该技术与低碳燃料、表面催化技术等相结合,可进一步实现减排降碳的目标,在工业和民用领域应用潜力巨大。本文从金属纤维的材料性质与结构、燃烧模式与传热流动特性、燃烧特性、技术应用前景等方面对金属纤维表面燃烧技术进行了文献综述,重点介绍了金属纤维的传热机制与流动燃烧特性的研究现状,并讨论了金属纤维表面燃烧技术在未来研究中的关键问题,比如金属纤维结构参数对流动的影响、燃烧稳定性的定量化表征及污染物生成的关键影响参数等,以期为金属纤维表面燃烧技术的研究和发展提供参考。

关键词：金属纤维流动特性传热特性燃烧特性应用前景

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金属纤维声学性能研究现状与展望

现代制造工程 2022年第6期 128-141,152页

作者：徐方奇任志英白鸿柏梁翼路纯红黄朝强福州大学机械工程及自动化学院福州350116 福州大学金属橡胶工程研究中心福州350116 河北工业职业技术学院汽车工程系石家庄050091 福建强纶新材料股份有限公司龙岩361000

金属纤维多孔材料是一种重要的纤维类多孔材料,具有优异的吸声性能。对金属纤维多孔材料的制备工艺进行了介绍,综述了金属纤维多孔材料的吸声理论模型以及试验研究的现状。针对单层金属纤维,依据理论与试验研究结果,详细探讨了不同结构... 详细信息

金属纤维多孔材料是一种重要的纤维类多孔材料,具有优异的吸声性能。对金属纤维多孔材料的制备工艺进行了介绍,综述了金属纤维多孔材料的吸声理论模型以及试验研究的现状。针对单层金属纤维,依据理论与试验研究结果,详细探讨了不同结构的金属纤维多孔材料的特性参数(包括纤维丝径、孔隙率和平均孔径等)、装配参数(主要指背后空气层厚度)、梯度特性以及外部环境对材料吸声性能的影响。探讨了金属纤维复合结构的吸声性能以及金属纤维多孔材料吸声性能的优化现状。最后阐述了金属纤维多孔材料在声学领域的工程应用,并对金属纤维多孔材料的后续研究工作进行了展望。

关键词：金属纤维纤维多孔材料声学性能

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金属纤维钩织复合结构压缩行为分析

精密成形工程 2023年第6期15卷 19-26页

作者：赵顺秋吴菲洪熠豪陈雅婷郑氏韦广东工业大学材料与能源学院广州510006

目的针对金属薄壁复合管在轴向压缩时初始峰值载荷高、吸能效果不佳、结构耐撞性不好等问题,研究金属纤维钩织复合结构以及填充6063铝合金管试件的轴向准静态压缩行为和吸能特性。方法利用短针钩织与烧结工艺制备不同孔隙率的金属纤维... 详细信息

目的针对金属薄壁复合管在轴向压缩时初始峰值载荷高、吸能效果不佳、结构耐撞性不好等问题,研究金属纤维钩织复合结构以及填充6063铝合金管试件的轴向准静态压缩行为和吸能特性。方法利用短针钩织与烧结工艺制备不同孔隙率的金属纤维钩织结构,将它们填充到6063薄壁管之后,在万能试验机上进行轴向压缩试验,引入评价指标,对试验数据进行处理分析。结果孔隙率为85.9%、87.9%、89.4%的金属纤维钩织结构的初始峰值力分别为0.48、0.38、0.32 kN,平均压缩力分别为0.72、0.55、0.45 kN。它们的初始峰值力和平均压缩力都非常小,都小于0.8 kN。然而,它们的压缩力效率非常高,分别为1.5、1.45、1.41。初始峰值力、平均压缩力和压缩力效率均随孔隙率的增加而减小。这一特性有利于提高结构的耐撞性,表明不存在初始冲击效应,能够直接进入吸能阶段。结论通过填充金属纤维钩织结构,可以在初始峰值力几乎没有增加的情况下提高6063管材的准静态耐撞性。此外,钩织结构孔隙率对金属纤维钩织结构的准静态力学行为有明显影响。

关键词：金属纤维钩织结构复合填充管压缩变形能量吸收

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金属纤维多孔材料的应用和研究现状

粉末冶金工业 2023年第6期33卷 127-132页

作者：于承雪张心周张科刘阳中钛国创(青岛)科技有限公司山东青岛266111

金属纤维多孔材料是近年来受到广泛关注和研究的一种复合的结构功能一体化材料,具有良好的导电性、导热性、孔形稳定、可加工、可焊接、容尘量大等优势。综述了金属纤维多孔材料的制备方法,主要介绍了不锈钢、钛及钛合金金属纤维多孔材... 详细信息

金属纤维多孔材料是近年来受到广泛关注和研究的一种复合的结构功能一体化材料,具有良好的导电性、导热性、孔形稳定、可加工、可焊接、容尘量大等优势。综述了金属纤维多孔材料的制备方法,主要介绍了不锈钢、钛及钛合金金属纤维多孔材料在过滤分离、吸声降噪、生物医学、氢能装置等领域的应用和研究现状。

关键词：金属纤维多孔材料不锈钢钛及钛合金氢能装置

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金属纤维过滤器结构设计及性能研究

金属纤维过滤器结构设计及性能研究

作者：李林泰哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

在核电厂发生堆芯熔毁等严重事故后,安全壳内的温度和压力会迅速升高,过高的压力会使安全壳发生破坏。为了维持安全壳的完整性,需要对安全壳主动释热减压,避免放射性物质进入到环境中。目前核电站安全壳中安装了过滤排放系统,旨在对严... 详细信息

在核电厂发生堆芯熔毁等严重事故后,安全壳内的温度和压力会迅速升高,过高的压力会使安全壳发生破坏。为了维持安全壳的完整性,需要对安全壳主动释热减压,避免放射性物质进入到环境中。目前核电站安全壳中安装了过滤排放系统,旨在对严重事故下安全壳内的放射性源项进行过滤去除。在众多的放射性源项中,最为典型的是纳米级放射性气溶胶,由于其穿透力强,因此设置了耐高温、耐辐照的金属纤维过滤器,保证对纳米级气溶胶的高效去除。而金属纤维过滤器的过滤性能主要与过滤材料,结构尺寸密切相关。因此,掌握过滤器材料参数、结构尺寸与过滤性能之间的关系对保证事故下公众不受放射性危害具有重要意义。本文结合实验和CFD计算的手段从三个方面对过滤器性能进行了研究及结构优化设计。分别分析了平面纤维材料参数(厚度、填充密度)、褶结构参数(褶宽、褶高和褶形式)以及滤芯尺寸(滤芯外径、滤芯高度)对过滤器过滤性能的影响,最终获得了具有最佳性能的结构参数。对于平面纤维,过滤层厚度在0.45-0.5mm之间时能满足核级过滤器性能需求;对于褶型结构,褶宽在5mm以上,褶高在75mm以下时性能最佳;对于过滤器滤芯,建议将外径设置在175mm。在固定的纤维丝径下,通过对平面纤维材料的研究发现:在相同的厚度下,平面纤维阻力的增加量随着克重的增加而增大。而在相同的克重下,阻力的减少量随着厚度的增加逐渐降低。通过对纤维厚度和克重的优化设计,最终获得了满足核级过滤器要求的最佳材料参数。通过对褶型结构的优化设计发现:在相同的过滤速度下,U型褶和V型褶的流动阻力大于平面纤维,而过滤效率低于平面纤维。增加褶宽度W和降低褶高度L能够减小这种差异。在低速下,两种形式褶性能差异较小,但在高速下阻力和效率分布的不均匀性尤为显著。通过对比计算,最终给出了褶结构尺寸的最佳参数。通过对不同外径、不同高度的圆筒形过滤器的计算发现:由于流量汇聚效应,筒状过滤器的过滤效率低于平面过滤器,在设计过滤器时需要考虑到这一损失。增加滤芯外径和降低滤芯高度会降低流动阻力和提高过滤效率,同时也能够展平速度和效率分布。根据计算结果,最终给出了筒状结构的最佳尺寸。

关键词：过滤排放系统金属纤维褶型过滤器滤筒气溶胶过滤

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金属纤维增强铝基复合材料高强韧设计

金属纤维增强铝基复合材料高强韧设计

作者：杜亭亭哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

铝基复合材料具有高比强度、高比模量以及耐磨损等优异综合性能。但金属基复合材料的本征特性是强度和韧性倒置。为获得一种高强韧型的铝基复合材料,本论文尝试采用高强韧金属纤维增强铝,提高强度,改善材料韧性;为进一步提升材料性能,... 详细信息

铝基复合材料具有高比强度、高比模量以及耐磨损等优异综合性能。但金属基复合材料的本征特性是强度和韧性倒置。为获得一种高强韧型的铝基复合材料,本论文尝试采用高强韧金属纤维增强铝,提高强度,改善材料韧性;为进一步提升材料性能,同时满足火星表面行走的耐磨性要求,在复合材料增强体纤维中混杂耐磨颗粒。首先,选择钛纤维(Ti)和不锈钢纤维(SSF)作为高强韧金属纤维增强铝,研究纤维铺层方向(0°-90°,15°-75°,30°-60°以及45°-45°)对复合材料力学性能的影响,利用压力浸渗法制备金属纤维增强铝合金复合材料。研究发现当金属纤维沿着45°-45°方向时,复合材料综合性能最佳。2D-Ti/5056Al复合材料(45°-45°)的抗拉强度达到478MPa,冲击吸收功为7.1J;在同等条件下,2D-SSF/5056Al基复合材料的弯曲强度低,冲击吸收功小,并且与基体发生剧烈反应,生成30-40μm的反应层。为进一步提高Ti纤维增强5056铝基复合材料的强韧性能,同时改善复合材料的耐磨性,在复合材料增强体纤维中混杂陶瓷颗粒(SiC/B4C),采用压力浸渗法制备多尺度混杂增强铝基复合材料;同时为避免Ti-Al之间发生界面反应,生成AlTi脆性相降低复合材料力学性能,在Ti纤维表面制备Ti N涂层。结果表明,2D-Ti与SiC混杂增强5056Al复合材料能获得更好的力学性能。添加1wt.%SiC晶须时,复合材料的综合力学性能最好,抗弯强度达到533MPa,相比于2D-Ti/5056Al提高了11%;冲击吸收功为8.1J,相比2D-Ti/5056Al提高了14%;失稳断裂韧度和断裂能均提高,断裂韧性达到29.1(MPa·m)。但复合材料的层间剪切强度呈现随SiC晶须加入量增加而下降的趋势,加入5wt.%SiC晶须后,复合材料的层间剪切强度降低到176.72MPa,降低了13.6%。随着SiC晶须含量的增加,复合材料的综合性能出现先增加后减小的趋势。含有Ti N涂层的2D-Ti/5056Al复合材料的抗拉强度从478MPa提高到542MPa左右,抗拉强度提高了近13.4%,但的延伸率密明显下降。最后,探究多尺度混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能。在复合材料增强体纤维中混杂陶瓷颗粒,可以显著提高复合材料的耐磨性。添加1wt.%SiC晶须时,复合材料的耐磨性能最好,磨损率低,摩擦系数稳定,磨损机制随着载荷的增加变化不大,主要为磨粒磨损和粘着磨损,优异的耐磨效应可归因于SiC晶须和纤维的协同混杂增强效应。研究表明,金属纤维-陶瓷颗粒多尺度混杂强化铝基复合材料表现出轻质、高强、高韧以及耐磨等优异的综合性能,对促进金属基复合材料的迅速发展具有非常重要的意义。

关键词：纤维增强铝基复合材料金属纤维碳化硅晶须混杂增强强韧化机制摩擦磨损

金属纤维/聚合物复合材料的制备及其电磁屏蔽效能（英文）

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稀有金属材料与工程 2017年第1期46卷 73-77页

作者：王建忠马军支浩汤慧萍西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

填充金属纤维的复合材料由于具有优异的电磁屏蔽效能(EMSE)而广泛应用于电磁干扰领域。本研究采用浸渗和机械搅拌法分别制备了316L纤维/环氧树脂和Cu纤维/环氧树脂2种复合材料,并测试了其电磁屏蔽效能。研究表明,当316L纤维长径比从200... 详细信息

填充金属纤维的复合材料由于具有优异的电磁屏蔽效能(EMSE)而广泛应用于电磁干扰领域。本研究采用浸渗和机械搅拌法分别制备了316L纤维/环氧树脂和Cu纤维/环氧树脂2种复合材料,并测试了其电磁屏蔽效能。研究表明,当316L纤维长径比从200增加到1000时,316L纤维/环氧树脂复合材料的电磁屏蔽效能逐渐增大,而当长径比从1000增加到3000时,其复合材料的电磁屏蔽效能迅速下降;当316L纤维的质量分数从10%增加到25%时,复合材料的电磁屏蔽效能逐渐增大。对于316L纤维/环氧树脂复合材料而言,316L纤维的最佳参数:纤维直径为8μm、含量为25%、长径比为1000,其复合材料的电磁屏蔽效能最高可达–78 d B。对于Cu纤维/环氧树脂复合材料而言,Cu纤维的最佳参数:纤维直径为120μm、含量为2.0%。

关键词：复合材料电磁干扰(EMI) 金属纤维环氧树脂电磁屏蔽效能(EMSE)

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金属纤维的发展现状和应用前景

稀有金属材料与工程 1998年第6期27卷 317-321页

作者：奚正平周廉李建廖际常毋录建李亚录李建平张燕荣西北有色金属研究院西安710016

介绍了金属纤维的发展现状，基本特性和应用领域，表明金属纤维已从单一产品发展到众多新型材料，这些产品已直接影响到人类的日常生活。展示了我国在金属纤维及其制品方面的研究进展，表明我国在金属纤维及制品研究和开发方面已取得了... 详细信息

介绍了金属纤维的发展现状，基本特性和应用领域，表明金属纤维已从单一产品发展到众多新型材料，这些产品已直接影响到人类的日常生活。展示了我国在金属纤维及其制品方面的研究进展，表明我国在金属纤维及制品研究和开发方面已取得了一定进展，具有相当的竞争优势，实现金属纤维及制品的产业化有着良好的技术基础和现实意义。

关键词：金属纤维集束拉拔法不锈钢纤维