电子级玻璃纤维均匀性研究

发布时间：2020-11-13 18:22

　　 机织的玻纤电子布是印刷电路板等电子元器件的关键材料。随着电子产品的轻薄化和5G产品的技术要求,电路板向多层、超多层的方向发展,玻纤电子布向薄型、极薄型方向升级,要求玻纤电子纱更细、更均匀。玻璃纤维强度虽高,但断裂伸长率小,弯曲时容易折断。在电子布中,纱线因交织弯曲。为避免玻纤弯曲断裂成毛丝,不仅要求纱线总体细,还希望纤维细度均匀。为了评价并开发超细玻纤电子纱,本课题首先研究快速测量玻纤电子纱中所有纤维直径的方法。借助于3D超景深激光显微镜,不需复杂的切片制作,即可获取清晰的纱线横截面图像。结合Image Pro plus(IPP)图像处理软件,对图像中的纤维进行自动分割、识别,测量纤维直径数据,并存入xls文件。导入SPSS统计分析软件,可以获得所有纤维直径数据的分布。结果表明,相比于其他的纤维细度测量方法,该法具备直观、全面、快捷和高效的特点。根据该快速测量玻纤细度的方法,本课题以D900丝饼为例,采用大小间隔的取样方法,获取丝饼不同位置的玻纤纱,测量其纤维直径,得到满筒丝饼上的纱线纤维直径均匀性以及分布。通过观察D900纱线前12000m纱线的纤维直径分布曲线图,发现图中存在多个纱线细度以及纤维直径值间断跳跃点。D900满筒丝饼纱线的细度分布趋势为循环式减小、增加,并且当D900纱线中纤维根数为95-97根时,纱线的细度更为均匀。利用本研究提出的快速、全面的直径测量方法,发现选取的三个不同厂家的玻纤纱中的纤维细度均处于ASTM D578-00标准中规定的数值范围内,而且能得到关于纱线中每根纤维直径等更多信息,对其信息进一步发掘,可以用来评价玻纤电子纱的质量指标。借助Soliworks2014三维模型软件,对原丝生产设备漏板进行三维立体建模,使用CFD(Computational Fluid Dynamics)软件对模型进行非网格区域划分,利用Fluent仿真模拟软件,获得不同气流速度下,原丝漏板表面与纤维成形区的温度场分布。通过模拟仿真,发现气流速度越快,对纤维成形区的温度影响越大,纤维成形的速度越快,纤维越粗。因此,保持气流速度稳定,是控制电子纱中纤维细度均匀的必要措施之一。
【学位单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN41;TS106.41
【部分图文】：

如图 2.1（c）所示，剪切完成后，将双面增垂直地增在载玻片的侧面。剪切纱线需动作连贯，否则剪切纤维断面不平齐，导致一些纤维似断非断，无法作为有效试样进行后续纤维图像观察。(3) 将载玻片放置在载物台上。如图 2.1（d）所示。

图像捕捉过程为：当激光逐点扫描纤维横截面时，如图 2.2（b），通过光路中的扫描系统，产生一幅完整的共焦图像，转为数字信号传输至计算机，聚合成清晰的纤维轮廓图像。

(8) 图像捕捉完毕后，选择 JPG 图像格式保存。图 2.3（a）~（d）分别为 BC1500 玻纤、C1200 玻纤、D450 玻纤、D900 玻纤纱线横截面图片。在激光显微镜的显微测量系统下，可以手工测量单根纤维的直径，但测量一束纤维中所有纤维的直径会很费时。
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本文编号：2882483