新型产业用纺织品的应用实例

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1.纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长 2.纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3~4 个数量级,对红外光和电磁波的吸收率也比常规 材料大得多
应用材料
近年来,研究人员通过纳米技术、表面改性、多 相复合、形貌优化等技术手段,从微观结构到宏观形 貌对材料的电磁频谱特性参数进行控制,提出了多种 复合吸波材料。如片状纳米晶铁磁颗粒、纳米纤维及 薄膜、基于周期结构复合吸波材料等。
新型产业用纺织品的应用实例
东华大学 纺织学院( 2016)
Contents
1. 防火卷帘门 2. 量子隐身衣 3. 多光谱隐身服 4. ETFE-乙烯-四氟乙烯共聚物 5.纤维缆在深水FPSO中的应用 6. 降落伞用纺织品
防火卷帘
防火卷帘是一种适用于建筑物较大洞口处的防火、 隔热设施,防火卷帘帘面通过传动装置和控制系统 达到卷帘的升降,起到防火、隔火作用。
材料
图上显示的是由加州大学伯克利分校的研究人员开发 的超材料的两个扫描电子显微镜图像——顶视图和侧视图。 这种材料是由内嵌在多孔氧化铝内的平行纳米线组成。当 可见光通过这种材料时,光线发生众所周知的负折射现象, 运行方向向后偏转。
材料
超材料
“复仇女神”多光谱伪装服
美军隐身服新革命---火鸡服
据美国《国防》月刊2014年1月号 报道,戈尔公司(Gore)和雷文航空 之星公司(Raven Aerostar)联合推 出了一款被称为“火鸡服(Turkey Suit)”的复仇女神多光谱伪装服, 这款伪装服可以缩短近红外、短中长 波红外传感器以及先进雷达技术的探 测距离。
简介
众所周知,利用热成像传感器能够对 敌方士兵的动静进行准确监测,尤其 是在可视距离较短的晚上,由于此前 热成像传感器的售价非常昂贵,这也 一度让美军在夜间作战中占据较大的 优势。但是,如今的非法武装分子在 网上就能买到热成像传感器,有的甚 至只需安装一款热成像的应用即可, 这也让美军不得不寻找能够提升士兵 隐身效果的伪装服,而“火鸡服”就 是为了满足这一需求而诞生的。
碳纳米管、石墨烯等电介质材料还可通过提 供介 电损耗来丰富吸收机制,改善吸波性能,是未来隐身 材料的发展方向。
未来发展
ETFE-乙烯-四氟乙烯共聚物
目录
EFTE是什么? 建筑用 装饰用 复合材料
一张膜的演变
是什么?
ETFE(乙烯-四氟乙烯共聚物)膜材是继PVC(e 聚氯乙烯)膜材、PTFE(聚四氟乙烯)膜材之后用于 建筑结构的第三大类产品,已在国外一些体育场馆、 温室中得到应用。
充气膜结构包括气承式和气囊式两种,前者利用室内外的空气压力差来支承建筑屋 面,由于难以有效抵抗恶劣气候条件,在20世纪80年代后期逐渐淡出人们的视野;后 者利用不同形状的双层膜充气气囊承受载荷,过去在大跨度建筑中较少使用,但由于 建筑技术的进步和轻质高透光率ETFE膜(乙烯-四氟乙烯共聚物)的应用,近年来有 了明显的发展,如国家游泳馆“水立方”
纤维缆应用与研究
工程应用研究
巴西国家石油公司专门针对 3000m以上系泊系统的程序进行了研 发。该程序包括以下5个部分: 1、悬链散射无浮筒系泊系统
2、张力腿系统 3、水下浮筒式张力腿系统 4、顺应式系统(系泊缆分组布置) 5、为油田系泊安装提供支持的专用 系统。
基于国内对隐形材料的研究,我们推测此 种量子隐形材料可能是使用“超材料”研制而 成。
材料
超材料(Metamaterial)是指具有天然 材料所不具备的超常物理性质的人工复合结 构或复合材料。
超材料可研制出使光线弯曲的材料,理 论学家认为,超材料能够被用来制造各种各样 的隐形装置,这些装置能使物体周围的光等电 磁波“绕道而行”,使物体变得不可见。
防火布
因其具有很好的防火性、耐高温 性。故被用作无机防火卷帘的中 间防火保护层。 主要产品有:陶瓷纤维布、硅酸 盐纤维棉毡。
防火网 用作无机防火卷帘帘面整体平整、固 定。 主要有:无机防火网(柔软型),金 属防火网。
防火线 用作无机防火卷帘帘面缝制。
Quantum cloak
量子隐形衣
量子隐形衣,通过特殊的“量子隐形”材 料实现隐形效果。
该套装由一件外套、一条裤子、 一个兜帽和一个面罩组成,穿起 来就像一件大衣 ,多个军种的 士兵已经试穿了这种新伪装服.
军事应用
这种新隐身服使用“复仇女神(NEMESIS)”材 料,可以随意分解、驱散身体热量,这样一来, 在被红外装置扫视后,使用者的轮廓就不会被 看见。我们的目标是使这一系统基本上与你所 看到的环境相吻合,你实际上想要一些地方热、 一些地方冷。你想要它看起来不像人的身体, 我们试图反射环境的热能并分散它。我们还试 图让身体的热量仍能随意散出,这样它就不会 全部朝着传感器方向散出。”
单体A
新的“火鸡服”将热传感器的探测距离(约 1524米)缩减超过一半
性能特点
麦克德阿蒙说,戈尔公司最 近将目标锁定在特种作战方 面的顾客身上,但这套军服 也适用于陆军狙击手和侦察 队。每套服装售价2900美元 (约合人民币1.8万元), 但批量购买能便宜些。 报道称,尽管公司已经卖出 了许多复仇女神套装,但公 司主管不愿透露顾客是谁以 及购买数量。
原理
材料
量子隐形伪装材料是由加拿大生物公司 Hyperstealth Biotechnology研发出名为“量子 隐形”的先进材料(隐形面料),通过弯曲光 线达到隐形目的。
由于目前Hyperstealth公司仅在其官方网站 上发布了一些“量子隐形”材料的效果图,而 并没有披露更多的技术细节,因而对于具体的 量子隐形材料,没有权威的介绍。
自熄,难燃,无烟
能抵抗恶劣飓风冰 雹等天气
能抵抗外力的冲击
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 建筑用
装饰用
耐候性好 实用&美观
装饰用
透光性高达90%,可呈现奇幻的灯光效果。
复合材料用
主要应用于防腐蚀衬里 具有聚四氟乙烯的耐腐蚀特性 同时又有对金属特有的较强粘着特性 克服了聚四氟乙烯对金属的不粘合性缺陷 平均线膨胀系数接近碳钢的线膨胀系数 使ETFE(F-40)成为和金属的理想复合材料,
无机纤维复合防火卷帘
无机纤维复合防火卷帘是指用无机纤维材料做帘面(内配不锈钢丝或不锈钢丝绳),用 钢质材料做夹板、导轨、座板、门楣、箱体等,并配以卷门机和控制箱所组成的能符合 耐火完整性要求的卷帘。
无机防火卷帘的组成如下: 防火装饰布、防火热辐射布、防火棉毡、防火布、防火 网、防火线
防火装饰布
防火卷帘门广泛应用于工业与民用建筑的防火隔断 区,能有效地阻止火势蔓延,保障生命财产安全, 是现代建筑中不可缺少的防火设施。
根据《GB14102-2005防火卷帘》,防火卷帘按照耐火极限 分类,可分为: • 钢质防火卷帘 • 钢质防火、防烟卷帘 • 无机纤维复合防火卷帘 • 无机纤维复合防火、防烟卷帘 • 特级防火卷帘
因其具有很好的装饰性、防火性、色彩 鲜艳,故被用在高级无机防火卷帘的最 外层作为装饰层。 主要为彩色玻璃纤维布。
防火热辐射布
具有很好的热辐射性、光辐射 性;同时具有防火、隔热、防 腐性能。 被用在无机防火卷帘的背火面, 作热辐射层。 主要有玻璃纤维铝箔布、其它 防火纤维铝箔布。
防火棉毡
具有很好的防火、隔热、防腐性能。 故被用作无机防火卷帘的中间防火隔 热层。 主要有:陶瓷纤维棉毡、硅酸盐纤维 棉毡。
简介
图为士兵穿上火鸡隐身服后的效果
简介
普通的隐身服在红外传感器和热传感 器面前原形毕露
性能特点
新隐身服在多种气候和天气条件下都有 效,且隐身性好
性能特点
其面料模仿树叶,这有助于隐 藏身体轮廓,避免被发现.
性能特点
性能特点
隐身服还设计 了网状结构, 有助于透气, 它的外层设计 和透气性使他 们在热天感觉 凉爽

建筑用
EFET成就了08年奥林匹克公园的“天圆地方”,水 立方打开了中国建筑用材的新篇章。
国家游泳馆水立方&EFET充气膜
建筑用
Why me ?
Propoties
抗粘着表面使其具有 高抗污,自洁性好, 建筑表皮维护简单
B1、DIN4102防火 维护建筑表皮简单 等级标准
质轻,韧性好、抗 拉强度高、不易被 几乎不受任何化学试 撕裂,延展性大于 剂腐蚀、耐候性 400%
PVC膜材是在聚酯织物基层上涂覆PVC,PTFE膜 材是在玻璃纤维上涂覆PTFE涂层,而ETFE膜材没有 织物或玻纤基层,但是大家仍把它归到膜材这一类别 中。
是什么?
膜材料的重量只是传统建筑材料的1/30,在实现建筑结构轻量化的同时,从根本上
克服了传统结构在大跨度(无支撑)建筑上实现时所遇到的困难,可创造巨大的无遮 挡的可视空间。 建筑膜结构有多种类型,较为典型的有骨架式膜、充气膜和张拉膜等。
钢制防火卷帘门是 单板式的,其帘面
一般是用0.5~ 1.5mm厚的薄钢板 经剪裁轧制成的带 状帘片串接而成, 强度高,耐火性能 和隔热性能却很差。
复合型钢质防火卷帘帘面 是由两层薄钢带中间夹一 层无机纤维隔热材料组成 的复合夹芯帘片串接而成。 目前各厂家使用的无机纤 维隔热材料主要有岩棉、 矿棉、玻璃棉或硅酸铝纤 维(亦称陶瓷纤维)等。
骨架式膜结构是由钢或其他材料构成的刚性骨架,膜张拉并置于骨架上构成,这种 结构中膜材料主要起覆盖屋面的功能,不是维持建筑结构稳定的基本结构单元,典型 的建筑有2008年北京奥运会的主体育场—— “鸟巢”。
张拉索膜结构由稳定的空间双曲张拉膜面、支承杆系、支承索等构成,在现代膜结 构建筑的发展初期具有举足轻重的作用,其中织物膜材料是维持张拉膜结构最重要的 结构单元,具有很高的力学性能要求。
具有极优良的耐负压特性
复合材料用
具有优良耐化学腐蚀性,防黏易清洗
复合材料用
钢滚涂ETFE(F40)搭节
复合材料用
ETFE旋转衬里设备
目录
引言 人造纤维缆简介 纤维缆应用与研究 聚酯纤维缆应用于深水FPSO系泊的优势 聚酯纤维缆应用分析
引言
由于石油资源的重要性和对它的 需求不断增加,迫使人们必须不断地 去寻找新的油气资源。对于油田生产 设施,大多采用浮式生产装置,浮式 生产设施中由于FPSO具有相对成熟 的技术和自身独特的优势。
该材料可折射周围光线来实现“完全隐 形”。
利用量子隐形衣,战场的士兵可以通过隐 形来完成高难度的作战任务。
原理
隐身衣即是具有隐身效果的“衣服”,穿 上它的物体将无法被肉眼、雷达等观察或探测 到。
视觉隐身的原理实际上是引导光波等“转 向”。人之所以能看到物体,是因为物体反射 了不同色光。如果有一种材料敷在物体表面, 能引着被物体阻挡的光波绕着走,仿佛没有任 何阻挡,那么肉眼就会觉得物体似乎不存在了。
材料对入射电磁波实现 有效吸收,即将电磁波 能量转换为热能或其它 形式的能量而损耗掉。
进入材料的电磁波由于材料的不同会被不同程度地吸收,只 有当材料的复介电常数和复磁导率足够大时,电磁波才能被 迅速有效地损耗
应用原理
根据“火鸡服”的性能并查阅相关文献,我们大胆推测其 隐身材料为纳米材料
纳米材料 隐身原因
——戈尔公司的先进军用产品业务主管约翰·霍尔库姆
相关评价
戈尔公司设计的服装可以在不同的气 候和天气条件下即刻发挥作用,不过 也有例外。如,它在高温的沙漠里就 无法发挥作用,因为在这种环境下, 生命有机体的温度要比周边环境冷得 多。
——戈尔公司的先进军用产品业务主管约翰·霍尔库姆
相关评价
多光谱伪装服的隐身原理
纤维缆应用与研究
学术性研究
1989年,由英国的雷丁大学和Global Maritime公司牵头对深水 系泊腿的材料进行研究和实验。结果证明:纤维缆作为系泊腿具有非 常明显的优势。1992年,由Del Vecchio组织完成了一份关于纤维 缆在深水系泊中的应用的更加完整的评估报告,充分阐述了纤维缆在 深水系泊中的主要指标,包括其独特的优势。
FPSO 应 用 于 深 水 作 业 与 浅 海 作 业相比,其中系泊系统是最主要的难 点之一。但是随着深海油气田的开发, 人造纤维缆将会逐步用于FPSO的系 泊系统上。
人造纤维简介
人造纤维的材质
目前海上常用的人造纤维缆绳材料主要有三种尼龙、聚丙烯和聚酯。
人造纤维简介
人造纤维缆的结构
各种常用的高模数纤维可以加工成不同结构的缆绳,其结构根据需 要而定的。主要包括绕制、编织和平行绕制。
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