织物导电性能测试方法解析
内容概览
随着智能纺织品市场的大幅增长，电气性能正在成为大多数用于开发可穿戴解决方案和其他基于纺织品的智能应用的先进纺织品的基本要求。根据纺织品基材的不同，确定电气性能的测试方法可能会有所不同。与智能纤维和纱线不同，织物的电气特性不能在两个连接点之间进行测试，因为结果不能代表整个织物的行为，因此电气特性必须与一个区域相关。用于表征织物电气性能的参数包括电阻、电阻率和电导率。尽管它们都可用于指示电气性能，但它们之间存在显着差异，可用于测定它们的不同方法，其适用性将取决于功能和纺织基材。本文修订了用于表征导电织物电气特性的主要参数，并总结了用于测试它们的最常见方法。它还根据几个干预因素讨论了每种方法的适用性，例如导电织物的类型（本征或外征导电）、其导电范围、其他织物参数或最终的预期应用。对于本征导电机织布，所有方法都适用，但根据电导率精度的要求，应确定测量系统的接触电阻。对于本征导电针织物，双点探头、Van der Pauw 和涡流方法是最合适的。而对于本征导电无纺布，两点探针和四点探针方法是最合适的。在外征导电织物的情况下，应用的方法应取决于基材和导电层的特性。
背景
智能纺织品是可以感知环境变化并对其做出反应的纺织品。它们可以分为三类[1,2,3]：（a） 被动智能，这意味着它们只能感知刺激;（b） 主动智能，这意味着他们可以感知并响应刺激;（c） 非常聪明，这意味着他们可以自我调整以适应对刺激的反应。刺激可以是电、热、化学、磁或其他来源的 [4]。导电智能纺织品（包括将电信号感知为刺激的纤维、纱线和织物）可以通过在纺织品中引入导电颗粒、纤维或纱线来实现某些功能[5]。
关于智能织物，导电性是通过将导电纤维或纱线整合到机织、针织或无纺布的结构中，或通过一些物理化学方法沉积导电层来实现的[6,7]。根据所采用的方法以及所用导电材料的类型和含量，可以达到不同的导电率值。通过结合导电材料，可以对非导电织物进行改性，使其具有类似于半导体和导体的良好导电性值。图 1 总结了由不同导电材料制成并设计用于不同功能的织物的导电率值范围。虽然对于大多数应用（如加热、传感器、信号传输等），需要相对较高的导电性，但对于其他功能（如抗静电），对导电性的要求较低。
由于导电性是这些材料的一个关键特性，因此选择正确的方法来评估其电气性能至关重要。尽管如此，纺织品的层次结构、其柔韧性以及赋予电导率的不同方式阻碍了其电导率的准确测定。从这个意义上说，一些研究讨论了用于测试织物电性能的方法。在这些研究中，研究人员讨论了一种或有限数量的电学表征方法的优点或局限性以及一些影响因素，主要针对特定织物。
但是，据作者所知，仍然缺乏对针对各种面料的所有测试方法进行比较全面的分析和总结的文献。为了填补这一空白，本研究旨在为测试不同织物的导电性提供参考。为此，本文修订了关于材料导电性的基本概念，然后根据国际标准组织（ISO）、美国测试与材料协会（ASTM）、美国纺织化学家和染色师协会（AATCC）、Semi的使命与愿景（SEMI）、欧洲标准（EN）、总结并审查了目前可用于测试面料的方法。 国际电化学委员会 （IEC） 以及一些论文中发现的这些方法的一些变体。最后，根据不同类型的织物及其最终功能，讨论了影响导电性的因素以及各种测试方法的适用性。
织物的电气性能
用于描述织物电气特性的术语包括表面电阻 （Rs以 Ω）、薄层电阻 （Rsh单位为 Ω/□ 或 Ω/sq），表面电阻率 （ρs单位为 Ω/sq）、体积阻力 （Rv以 Ω）、体积电阻率 （ρv以 Ω·m 为单位）和电导率（σ 单位为 S/m）。因此，这些术语对应于三个概念。
第一个概念是电阻，它表示导体对电流的阻碍，并取决于被测样品的几何参数。它可以直接用万用表测量。
第二个概念是电阻率，这是一种固有特性，可以通过公式 （1） 计算，
上一篇：气体分析仪的应用
售前咨询专员
