Effect of Metallisation of Basalt Fabric on Its Surface Resistivity

• Autorzy: Miśkiewicz Pamela , Tokarska Magdalena , Frydrych Iwona , Pawlak Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.5040

Warianty tytułu

PL

Wpływ metalizacji powierzchni tkaniny bazaltowej na jej właściwości

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main aim of the research was to carry out the surface modification of basalt fabric in order to improve selected thermal properties of the material, i.e., resistance to contact and radiant heat, to apply it in a hot work environment. Attention was focused on checking whether the metal coating deposited does not cause too high conductivity, which is dangerous to human health. The process of magnetron sputtering with the use of chromium and aluminum of various thickness values was applied to basalt fabrics. Based on scanning electron microscope analysis, it was found that none of the aluminum or chromium coatings covered 100% of the basalt fabric surface. Results of the surface resistance analysis of four out of the six samples of basalt fabrics tested indicate that they belong to anti-static materials. The metallic coatings obtained can potentially be used to improve the thermal properties of basalt fabric mentioned.

PL

Surowiec mineralny, który jest włóknem bazaltowym w przemyśle tekstylnym, jest wykorzystywany przede wszystkim do produkcji wyrobów technicznych, odzieży odpornej na czynniki termiczne i mechaniczne oraz jej elementy. Celem badań było określenie wpływu metalizacji powierzchni tkaniny bazaltowej na jej cechy. Na próbkach tkaniny bazaltowej osadzono warstwy chromu i aluminium o różnych grubościach stosując metodę rozpylania magnetronowego. Tkaniny oceniono metodami pomiaru rezystancji powierzchni i analizy skaningowego mikroskopu elektronowego. Zaobserwowano wzrost rezystywności powierzchniowej powleczonej tkaniny bazaltowej w stosunku do tkaniny niepowleczonej. Jednak metalizacja tkanin nie spowodowała utraty właściwości izolacyjnych materiałów. Żadna z warstw aluminium ani chromu nie pokrywała 100% powierzchni tkaniny bazaltowej. Uzyskano dobrą przyczepność powłoki do podłoża.

Słowa kluczowe

EN

basalt fabric; magnetron sputtering; surface metallization; SEM analysis; surface resistivity

PL

tkanina bazaltowa; rozpylanie magnetronowe; metalizacja powierzchni; analiza SEM; rezystywność powierzchniowa

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 29, no. 1 (145)
• Strony: 41--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Miśkiewicz Pamela

• Lodz University of Technology,Faculty of Material Technologies and Textile Design,Institute of Architecture of Textiles, 116 Zeromskiego, 90-924 Łódź, Poland

autor

Tokarska Magdalena

• Lodz University of Technology,Faculty of Material Technologies and Textile Design,Institute of Architecture of Textiles, 116 Zeromskiego, 90-924 Łódź, Poland

autor

Frydrych Iwona

• Lodz University of Technology,Faculty of Material Technologies and Textile Design,Institute of Architecture of Textiles, 116 Zeromskiego, 90-924 Łódź, Poland

autor

Pawlak Wojciech

• Lodz University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Materials Science and Engineering, 1/15 Stefanowskiego, 90-924 Łódź, Poland

Bibliografia

• 1. Inorganic and Composite Fibres. Production, Properties and Applications, Ed. by B.Mahltig, Y. Kyosev, Elsevier, 2018.
• 2. Hrynyk R, Frydrych I. Study on Textile Assemblies with Aluminized Basalt Fabrics Destined for Protective Gloves. International Journal of Clothing Science and Technology 2015; 27, 5: 1-17.
• 3. Militký J, Kovačič V, Bajzík V. Mechanical Properties of Basalt Filaments. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2007; 15, 5-6(64): 49-53.
• 4. Miśkiewicz P, Frydrych I, Cichocka A, Pawlak W. Considerations on Applying Selected Techniques of CVD and PVD Processes for Modifying Basalt Fabrics used for Protective Gloves. Chapter in Monograph: Innovations in Protective and E-Textiles in Balance with Comfort and Ecology, Ed. by I. Frydrych, G. Bartkowiak, M. Pawłowa, Lodz University of Technology, 2017, p. 120-130.
• 5. Hrynyk R, Frydrych I, Irzmańska E, Stefko A. Thermal Properties of Aluminized and Non-Aluminized Basalt Fabrics. Textile Research Journal 2013; 83, 17: 1860-1872.
• 6. Medvedyev O, Tsybulya Y. Basalt use in Hot Gas Filtration. Filtration & Separation 2005; 42, 1: 34-37.
• 7. Liu X, Wang T, Zhuang M, Xin B, Liu W. Investigation of the Thermal Transfer Behavior of Single Layer Woven Fabrics at Different Temperatures. Journal of Engineered Fibers and Fabrics 2016; 11, 1: 9-16.
• 8. Burakowski T, Wierzchoń T. Surface Engineering of Metals: Principles, Equipment, Technologies, CRC Press, 1998.
• 9. Han HR, Kim JJ. A Study on the Thermal and Physical Properties of Nylon Fabric Treated by Metal Sputtering (Al, Cu, Ni). Textile Research Journal 2018; 88, 21: 2397-2414.
• 10. Mwema FM, Oladijo OP, Akinlabi SA, Akinlabi ET. Properties of Physically Deposited Thin Aluminium Film Coatings: A Review. Journal of Alloys and Compounds 2018; 747: 306-323.
• 11. Lozanova V, Lalova A, Soserov L, Todorov R. Optical and Electrical Properties of very Thin Chromium Films for Optoelectronic Devices. Journal of Physics: Conference Series 2014; 514.
• 12. Surface Modification of Textiles, Ed. by Q.Wei, Woodhead Publishing, 2009.
• 13. Vannan SE, Vizhian SP, Karthigeyan R. Investigation on the Influence of Basalt Fiber on Thermal Properties of Al7075/Basalt Fiber Metal Matrix Composites, Procedia Engineering 2014; 97: 432-438.
• 14. Mittal G, Rhee KY. Chemical Vapor Deposition-Based Grafting of CNTs onto Basalt Fabric and their Reinforcement in Epoxy-Based Composites. Composites Science and Technology 2018; 165: 84-94.
• 15. Kubsz I. Nowoczesne materiały o specjalnych właściwościach elektroprzewodzących wytwarzane metodami PVD. Przegląd Włókienniczy – Włókno, Odzież, Skóra 2011; Nr 7-8: 44-48.
• 16. Korzeniewska E, Józwik J, Zawiślak R, Krawczyk A, Michałowska J. Resistance of Metallic Layers Used in Textronic Systems to Mechanical Deformation. Przegląd Elektrotechniczny 2017; 12: 111-114.
• 17. Pawlak R, Korzeniewska E, Koneczny C, Hałgas B. Properties of Thin Metal Layers Deposited on Textile Composites by Using the PVD Method for Textronic Applications. Autex Research Journal 2017; 17, 3: 229-237.
• 18. Yuan X, Wei Q, Chen D, Xu W. Electrical and Optical Properties of Polyester Fabric Coated with Ag/Tio2 Composite Films by Magnetron Sputtering. Textile Research Journal 2015; 86, 8: 887-894.
• 19. Miśkiewicz P, Frydrych I, Pawlak W. The Influence of Basalt Fabrics Modifications on Their Resistance to Contact Heat and Comfort Properties. International Journal of Clothing Science and Technology 2019; 31, 6: 874-886.
• 20. Miśkiewicz P, Frydrych I, Tokarska M, Pawlak W. Study on Some Thermal and Electrical Properties of Basalt Fabric Modified with Metal and Ceramics as a Result of Magnetron Sputtering. Polymers 2019; 11, 12: 1-15.
• 21. Miśkiewicz P, Frydrych I, Makówka M. Examination of Selected Thermal Properties of Basalt Composites. FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe 2020; 28, 2(140): 103-109. DOI: 10.5604/01.3001.0013.7323.
• 22. Jamshaid H, Mishra R, Tunakova V, Militky J. Investigation of Electrical Properties of Basalt and its Hybrid Structures. Textile Research Journal 2017; 87, 6: 715-725.
• 23. Tokarska M. Characterization of Electro-Conductive Textile Materials by its Biaxial Anisotropy Coefficient and Resistivity. Journal of Materials Science – Materials in Electronics 2019; 30, 4: 4093-4103.
• 24. Miśkiewicz P, Frydrych I, Pawlak W, Cichocka A. Modification of Surface of Basalt Fabric on Protecting Against High Temperatures by the Method of Magnetron Sputtering. AUTEX Research Journal 2019; 19,1: 36-43.
• 25. ASTM D257-14. Standard Test Methods for DC Resistance or Conductance of Insulating Materials, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2014.
• 26. EN 1149-1. Protective Clothing. Electrostatic Properties. Test Method for Measurement of Surface Resistivity, European Committee For Standardization, Brussels, Belgium, 2006.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).