GATE纺织工程与纤维科学大纲

科目代码: TF

课程结构

课程大纲

A节: 工程数学

单元1: 线性代数

• 矩阵与行列式
• 线性方程组
• 特征值
• 特征向量

单元2: 微积分

• 极限、连续性和可微性
• 偏导数
• 最大值和最小值
• 数列与级数
• 收敛性检验
• 傅里叶级数

单元3: 向量微积分

• 梯度
• 散度和旋度
• 线
• 面积分和体积分
• 斯托克斯定理、高斯定理和格林定理

单元4: 微分方程

• 线性与非线性一阶常微分方程
• 常系数高阶线性常微分方程
• 柯西-欧拉方程
• 拉普拉斯变换
• 偏微分方程 - 拉普拉斯方程、热传导方程和波动方程

单元5: 概率与统计

• 均值、中位数、众数和标准差

• 随机变量

• 泊松分布、正态分布和二项分布；相关与回归分析

单元6: 数值方法

• 线性与非线性代数方程的解法
• 梯形公式和辛普森公式积分
• 常微分方程的单步法和多步法

B节: 纺织纤维

• 纺织纤维的分类

• 纤维形成聚合物的基本要求

• 棉花、羊毛、蚕丝等天然纤维的粗细结构，以及重要韧皮纤维的介绍

• 天然纤维和人造纤维（包括碳纤维、芳纶纤维和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纤维）的性能和用途

• 纤维和混纺的物理和化学鉴定方法以及混纺分析

• 分子结构、非晶态和结晶态、玻璃化转变、增塑、结晶、熔融、影响Tg和Tm的因素

• 粘胶纤维和其他再生纤维素纤维（如聚诺斯、莱赛尔）的生产工艺

• 尼龙-6、尼龙-66、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈和聚丙烯的聚合反应

• PET、聚酰胺和聚丙烯的熔体纺丝工艺

• 粘胶纤维和丙烯酸纤维的湿法纺丝和干法纺丝工艺

• 纺丝后工序，如拉伸、热定型、原丝制成纱线以及不同的变形方法

• 研究纤维结构的方法，例如密度、X射线衍射、双折射、光学和电子显微镜、红外光谱、热分析方法（DSC、DMA/TMA、TGA）

• 人造纤维的结构和形态、纤维的力学性能、纤维中的水分吸附

• 纤维结构与性能的关系

C节: 纱线制造、纱线结构与性能

• 纤维材料开清、混合/混纺的原理，现代开清设备的工作原理

• 梳棉工艺，棉花和合成纤维的梳理

• 牵伸操作，辊子和导带牵伸原理，牵伸引入质量不匀的因素

• 牵伸系统中的辊子排列

• 棉花精梳的原理，精梳循环，机构和功能，精梳效率，毛坯准备

• 精梳机的最新发展

• 粗纱生产，筒子卷绕机构，粗纱捻度

• 环锭纺的原理，作用在纱线和环锭上的力，环锭和环锭的设计，筒子成形机构，断头的原因

• 环锭倍捻机和两合一捻机的原理，单纱和倍捻纱捻度，倍捻纱的性能，芯包纱的生产

• 紧密纺、转杯纺、喷气纺、气流纺、芯包纺、包覆纺、无捻纺和摩擦纺的原理

• 纱线收缩率、纱线直径、比容和填充系数

• 捻系数，纺纱中捻度与强力的关系

• 纤维在纱线中的配置和取向

• 纤维迁移的原因及其估算

• 不匀率指数

• 紧密纺、转杯纺、喷气纺和摩擦纺纱线的结构性能关系

D节: 织物制造、结构与性能

• 卷绕工艺和机器的原理，随机卷绕、精密卷绕和分段精密卷绕，卷绕疵点及其补救措施

• 纱线清理器和张力器

• 不同的纱线接头系统

• 现代筒子卷绕机的特点

• 不同类型的整经卷绕架

• 现代织轴整经机和分段整经机的特点

• 不同的浆纱系统，纺纱和长丝的浆纱，浆纱机

• 梭芯卷绕工艺和机器的原理

• 织机的基本运动和凸轮设计及梭口机构运动学，其设置和时机对织物形成、织物外观和织造性能的影响；多臂凸轮和提花机构

• 带梭纬纱插入的力学原理，经纱和纬纱停经装置，经纱保护，纬纱补充

• 无梭织机纬纱插入系统的原理

• 多相织机和圆织机的原理

• 纬编和经编的原理，基本的纬编和经编结构

• 无纺布的分类、生产、性能和应用，网状结构和粘合的原理

• 基本的机织物结构及其衍生物

• 皱纹布、帆布、毛圈布、纱布、罗纹布和双层布结构

• 皮尔斯织物几何方程

• 平纹织物的弹性模型

• 机织物的厚度、覆盖率和最大集聚

E节: 纺织测试

• 抽样技术，样本量和抽样误差

• 纤维长度、细度、卷曲度的测量

• 棉纤维成熟度和杂质含量的测量

• 大体积纤维测试

• 纱线支数、捻度和毛羽的测量

• 纤维、纱线和织物的拉伸测试

• 粗纱、粗纱和纱线均匀度的测试

• Classimat疵点分析

• 用于测量织物性能的仪器和系统，如厚度、压缩性、透气性、润湿和吸水性、悬垂性、抗皱性、撕裂强度、爆破强度和耐磨性

• 织物手感客观评价的仪器和系统

• 实验结果的统计分析，频率分布、相关性、显著性检验、方差分析和控制图

F节: 化学加工

• 天然纤维中的杂质

• 棉花、羊毛和蚕丝的预处理工艺的化学和实践

• 棉花的丝光处理

• 人造纤维及其混纺的预处理工艺

• 染料的分类

• 棉花、羊毛、蚕丝、涤纶、尼龙和丙烯酸纤维用相应染料进行染色

• 涤纶/棉和涤纶/羊毛混纺的染色

• 染色机

• 棉针织物的染色以及所用机器

• 染料纤维相互作用

• 染色的热力学和动力学概述

• 洗涤牢度、日晒牢度和摩擦牢度的测定方法

• 印花方式

• 印花胶浆，包括合成胶浆

• 印花助剂

• 棉花用活性染料印花，羊毛、蚕丝、尼龙用酸性染料和金属络合物染料印花，涤纶用分散染料印花

• 涂料印花

• 棉花、蚕丝和涤纶的防染和拔染印花

• 涤纶的转移印花

• 喷墨印花

• 棉花的机械整理

• 棉花的挺括、柔软、抗皱、拒水、阻燃和酶（生物抛光）整理

• 羊毛的缩绒、整理和防缩整理；抗静电和防污整理

• 合成织物的热定型

• 最小用量技术

• 污染控制和废水处理

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