【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高电容纱线，特别涉及一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线及其制备方法。
技术介绍
1、电磁脉冲是电磁波的一种表现形式，是一种瞬变电磁现象，时域上波形一般具有陡峭的前沿，脉宽较窄；频域上则频域范围较宽。电磁脉冲的电场和磁场相互激发，并以特定形状电磁波的形式在空间传播，传播过程中伴随瞬态高强度的能量转移，无论对人体及电子设备都有极大危害。因此，电磁脉冲防护材料的设计十分必要。
2、电磁脉冲防护材料需要在短时间内储存并释放能量，在材料的设计上可通过提高储能特性，即提高电容的方式实现，从而降低瞬间电磁波对人体或器件造成的损害。现有采用叉指电极结构设计的技术中，层间制备复杂且为硬质材料；硬质结构无法适用于不规则物体表面。在涉及柔性导电纱线的技术中，由于导电性能和导电稳定性特点易产生导通现象，对最终电磁波产生屏蔽而非吸收效果。因此，研究开发一种以金属短纤维为导电纤维、常规纤维为间隔作用的高电容混纺纱线成为本专利技术亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、基于上述本专利技术所要解决的技术问题，本专利技术提出一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线及其制备方法，所述混纺纱线具有特定范围的金属纤维含量、纱线长度及纱线体积质量，使最终纱线呈现超高电容特性。通过金属纤维间构成的类叉指电极结构，可以实现体积小，柔软轻便、高吸收的优点。
2、本专利技术的目的之一，是提出一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线，其特征在于，所述高电
3、所述混纺纱线的体积质量范围为0.2g/cm3-1.5g/cm3；
4、所述金属短纤维在所述混纺纱线的纵向截面为类圆柱状叉指电极结构；
5、所述金属短纤维含量不超过导电纱线的导电阈值；
6、所述金属短纤维含量不超过所述混纺纱线含量的20％；
7、所述金属短纤维为电导率大于104s/m的金属纤维；所述金属短纤维长度为38mm-51mm；
8、所述常规纤维符合纺纱要求长度；所述纺纱要求长度，在棉型纤维中为32mm-38mm，在中长型纤维中为51mm-76mm，在毛型纤维中为76mm-114mm。
9、进一步地，所述金属短纤维表面还包覆了绝缘层，包括经过绝缘处理的不锈钢纤维、铜纤维、铝纤维、铁镍纤维和表面镀银纤维中的一种或几种；
10、所述常规纤维回潮率不大于15％；
11、所述常规纤维为不具有导电性能的介质纤维；
12、优选地，所述常规纤维至少包括锦纶、涤纶、丙纶、维纶、氯纶、腈纶、氨纶、棉和羊毛纤维中的一种。
13、进一步地，所述类圆柱状叉指电极结构，为当特定长度的纱线两端连通导电截面并在所述导电截面处施加电压时，所述导电截面与纱线头端接触的金属纤维部分共同构成类叉指电极形态。
14、本专利技术的目的之二，是提供一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线的制备方法，其特征在于，包括：
15、s1、对常规纤维进行开松处理，将大块且相互纠缠排列紊乱的纤维束松解为小块纤维束，除去原料中的杂质及部分短绒，得到常规纤维的小块纤维束；
16、s2、对所述小块纤维束继续细微松解为单纤维状，将单纤维状态下的常规纤维继续反复分梳多次，形成混合均匀的单纤维状态后经道夫输出，经压辊压后得到常规纤维生条；
17、s3、将金属短纤维按照添加质量小于5％向所述常规短纤维生条内部转移、混合，并条梳理，得到金属/常规短纤维混合条；所述混合为均匀混合，所述均匀混合为达到“含量正确”与“分布均匀”，所述金属短纤维和常规纤维的混合物在纱线任意截面上的含量与设计的比例一致；所述并条，为使用并条机自带的自调匀整系统，改善输出条子均匀度，控制并条的重量不匀和偏差；
18、s4、将所述金属/常规短纤维混合条喂入粗纱机，进行牵伸拉细、加捻，得到加捻粗纱；将所述加捻粗纱卷绕到筒管上，得到筒管粗纱；
19、s5、将所述筒管粗纱喂入细纱机，进行牵伸、加捻、卷绕成型，进行后加工处理，得到金属短纤维混纺纱线；
20、s6、对所述金属短纤维混纺纱线进行实验测试，得到高电容金属短纤维混纺纱线测试样品。
21、进一步地，对所述金属短纤维混纺纱线进行实验测试，得到高电容金属短纤维混纺纱线测试样品，包括：
22、s61、将所述金属短纤维混纺纱线塞满圆柱管内，在截面处切断，得到金属短纤维混纺纱线圆柱管；
23、s62、在所述金属短纤维混纺纱线圆柱管的圆柱截面处涂覆导电浆料形成导电截面，室温固化，得到两端具有导电截面的金属短纤维混纺纱线圆柱管；
24、s63、在所述金属短纤维混纺纱线圆柱管的导电截面两端分别粘接正负极引线，室温固化成型，得到高电容金属短纤维混纺纱线测试样品。
25、进一步地，所述条混，为将金属短纤维按照添加质量小于5％向常规短纤维生条内部转移、混合，并条梳理，得到第一金属/常规短纤维混合条；
26、将第一金属/常规短纤维混合条二次喂入并条机中，再次分批量添加小于5％质量的总金属短纤维，多次添加混合，在牵伸过程中使金属短纤维与常规纤维间转移混合更加均匀，重复此操作多次，直到所有金属短纤维添加完成，此时混合条中的金属短纤维分散均匀且彼此平行排列。
27、进一步地，所述圆柱管为玻璃管、石英管和pvc管中的任意一种；
28、所述圆柱管直径为1mm-5mm、长度为50mm-70mm。
29、进一步地，所述导电浆料为导电银浆、导电银胶的一种；
30、所述导电浆料施加量为0.01ml-0.05ml。
31、进一步地，所述引线包括纯铜线、漆包线和绝缘导线中的任意一种。
32、本专利技术的目的之三，是提供一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线的应用，应用于测试样品，所述测试样品包括所述导电截面、纱线、正极引线和负极引线；所述纱线包括所述金属纤维和常规纤维；所述测试样品两端为导电浆料固化形成的导电截面，所述导电截面分别与正极引线和负极引线连接；所述纱线两端与所述导电截面粘接，所述金属纤维和常规纤维相互平行交错排布，构成类叉指形态。
33、与现有技术相比，本专利技术提出了一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线及其制备方法，具备以下有益效果：
34、1.本专利技术所提出的圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线，在缩小体积的同时可实现高电容性能，应用范围更广。
35、2.本专利技术所提出的混纺纱线金属短纤维含量少，可有效降低纱线质量和内部金属纤维间导通概率，在防止整体纱线电导通的前提下呈现出优异的电容性能，实现瞬间电磁波吸收的效果。
36、3.本专利技术金属纤维间呈现立体式的类叉指电极排列结构，整体有效电容值增加，体积降低。
37、4.本专利技术所提出本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线，其特征在于，所述高电容金属短纤维混纺纱线由金属短纤维和常规纤维混纺构成；
2.根据权利要求1所述的混纺纱线，其特征在于，所述金属短纤维表面还包覆了绝缘层，包括经过绝缘处理的不锈钢纤维、铜纤维、铝纤维、铁镍纤维和表面镀银纤维中的一种或几种；
3.根据权利要求1所述的混纺纱线，其特征在于，所述类圆柱状叉指电极结构，为当特定长度的纱线两端连通导电截面并在所述导电截面处施加电压时，所述导电截面与纱线头端接触的金属纤维部分共同构成类叉指电极形态。
4.一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，对所述金属短纤维混纺纱线进行实验测试，得到高电容金属短纤维混纺纱线测试样品，包括：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述条混，为将金属短纤维按照添加质量小于5％向常规短纤维生条内部转移、混合，并条梳理，得到第一金属/常规短纤维混合条；
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述导电浆料为导电银浆、导电银胶的一种；
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述引线包括纯铜线、漆包线和绝缘导线中的任意一种。
10.一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线的应用，其特征在于，利用权利要求1-3中任意一项所述的混纺纱线或权利要求4-9中任意一项所述的制备方法得到的混纺纱线，应用于测试样品，所述测试样品包括所述导电截面、纱线、正极引线和负极引线；所述纱线包括所述金属纤维和常规纤维；所述测试样品两端为导电浆料固化形成的导电截面，所述导电截面分别与正极引线和负极引线连接；所述纱线两端与所述导电截面粘接，所述金属纤维和常规纤维相互平行交错排布，构成类叉指形态。
...【技术特征摘要】
1.一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线，其特征在于，所述高电容金属短纤维混纺纱线由金属短纤维和常规纤维混纺构成；
2.根据权利要求1所述的混纺纱线，其特征在于，所述金属短纤维表面还包覆了绝缘层，包括经过绝缘处理的不锈钢纤维、铜纤维、铝纤维、铁镍纤维和表面镀银纤维中的一种或几种；
3.根据权利要求1所述的混纺纱线，其特征在于，所述类圆柱状叉指电极结构，为当特定长度的纱线两端连通导电截面并在所述导电截面处施加电压时，所述导电截面与纱线头端接触的金属纤维部分共同构成类叉指电极形态。
4.一种具有圆柱状叉指电极结构的高电容金属短纤维混纺纱线的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，对所述金属短纤维混纺纱线进行实验测试，得到高电容金属短纤维混纺纱线测试样品，包括：
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述条混，为将金属短纤维按照添加质量小于5％...
【专利技术属性】
技术研发人员：阮心怡，肖红，陈剑英，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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