GATE紡織工程與纖維科學大綱

科目程式碼: TF

課程結構

課程大綱

A節: 工程數學

單元1: 線性代數

• 矩陣與行列式
• 線性方程組
• 特徵值
• 特徵向量

單元2: 微積分

• 極限、連續性和可微性
• 偏導數
• 最大值和最小值
• 數列與級數
• 收斂性檢驗
• 傅立葉級數

單元3: 向量微積分

• 梯度
• 散度和旋度
• 線
• 面積分和體積分
• 斯托克斯定理、高斯定理和格林定理

單元4: 微分方程

• 線性與非線性一階常微分方程
• 常係數高階線性常微分方程
• 柯西-尤拉方程
• 拉普拉斯變換
• 偏微分方程 - 拉普拉斯方程、熱傳導方程和波動方程

單元5: 機率與統計

• 均值、中位數、眾數和標準差

• 隨機變數

• 泊松分佈、正態分佈和二項分佈；相關與迴歸分析

單元6: 數值方法

• 線性與非線性代數方程的解法
• 梯形公式和辛普森公式積分
• 常微分方程的單步法和多步法

B節: 紡織纖維

• 紡織纖維的分類

• 纖維形成聚合物的基本要求

• 棉花、羊毛、蠶絲等天然纖維的粗細結構，以及重要韌皮纖維的介紹

• 天然纖維和人造纖維（包括碳纖維、芳綸纖維和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維）的效能和用途

• 纖維和混紡的物理和化學鑑定方法以及混紡分析

• 分子結構、非晶態和結晶態、玻璃化轉變、增塑、結晶、熔融、影響Tg和Tm的因素

• 粘膠纖維和其他再生纖維素纖維（如聚諾斯、萊賽爾）的生產工藝

• 尼龍-6、尼龍-66、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈和聚丙烯的聚合反應

• PET、聚醯胺和聚丙烯的熔體紡絲工藝

• 粘膠纖維和丙烯酸纖維的溼法紡絲和幹法紡絲工藝

• 紡絲後工序，如拉伸、熱定型、原絲製成紗線以及不同的變形方法

• 研究纖維結構的方法，例如密度、X射線衍射、雙折射、光學和電子顯微鏡、紅外光譜、熱分析方法（DSC、DMA/TMA、TGA）

• 人造纖維的結構和形態、纖維的力學效能、纖維中的水分吸附

• 纖維結構與效能的關係

C節: 紗線製造、紗線結構與效能

• 纖維材料開清、混合/混紡的原理，現代開清裝置的工作原理

• 梳棉工藝，棉花和合成纖維的梳理

• 牽伸操作，輥子和導帶牽伸原理，牽伸引入質量不勻的因素

• 牽伸系統中的輥子排列

• 棉花精梳的原理，精梳迴圈，機構和功能，精梳效率，毛坯準備

• 精梳機的最新發展

• 粗紗生產，筒子卷繞機構，粗紗捻度

• 環錠紡的原理，作用在紗線和環錠上的力，環錠和環錠的設計，筒子成形機構，斷頭的原因

• 環錠倍捻機和兩合一捻機的原理，單紗和倍捻紗捻度，倍捻紗的效能，芯包紗的生產

• 緊密紡、轉杯紡、噴氣紡、氣流紡、芯包紡、包覆紡、無捻紡和摩擦紡的原理

• 紗線收縮率、紗線直徑、比容和填充係數

• 捻係數，紡紗中捻度與強力的關係

• 纖維在紗線中的配置和取向

• 纖維遷移的原因及其估算

• 不勻率指數

• 緊密紡、轉杯紡、噴氣紡和摩擦紡紗線的結構效能關係

D節: 織物製造、結構與效能

• 卷繞工藝和機器的原理，隨機卷繞、精密卷繞和分段精密卷繞，卷繞疵點及其補救措施

• 紗線清理器和張力器

• 不同的紗線接頭系統

• 現代筒子卷繞機的特點

• 不同型別的整經卷繞架

• 現代織軸整經機和分段整經機的特點

• 不同的漿紗系統，紡紗和長絲的漿紗，漿紗機

• 梭芯卷繞工藝和機器的原理

• 織機的基本運動和凸輪設計及梭口機構運動學，其設定和時機對織物形成、織物外觀和織造效能的影響；多臂凸輪和提花機構

• 帶梭緯紗插入的力學原理，經紗和緯紗停經裝置，經紗保護，緯紗補充

• 無梭織機緯紗插入系統的原理

• 多相織機和圓織機的原理

• 緯編和經編的原理，基本的緯編和經編結構

• 無紡布的分類、生產、效能和應用，網狀結構和粘合的原理

• 基本的機織物結構及其衍生物

• 皺紋布、帆布、毛圈布、紗布、羅紋布和雙層布結構

• 皮爾斯織物幾何方程

• 平紋織物的彈性模型

• 機織物的厚度、覆蓋率和最大集聚

E節: 紡織測試

• 抽樣技術，樣本量和抽樣誤差

• 纖維長度、細度、捲曲度的測量

• 棉纖維成熟度和雜質含量的測量

• 大體積纖維測試

• 紗線支數、捻度和毛羽的測量

• 纖維、紗線和織物的拉伸測試

• 粗紗、粗紗和紗線均勻度的測試

• Classimat疵點分析

• 用於測量織物效能的儀器和系統，如厚度、壓縮性、透氣性、潤溼和吸水性、懸垂性、抗皺性、撕裂強度、爆破強度和耐磨性

• 織物手感客觀評價的儀器和系統

• 實驗結果的統計分析，頻率分佈、相關性、顯著性檢驗、方差分析和控制圖

F節: 化學加工

• 天然纖維中的雜質

• 棉花、羊毛和蠶絲的預處理工藝的化學和實踐

• 棉花的絲光處理

• 人造纖維及其混紡的預處理工藝

• 染料的分類

• 棉花、羊毛、蠶絲、滌綸、尼龍和丙烯酸纖維用相應染料進行染色

• 滌綸/棉和滌綸/羊毛混紡的染色

• 染色機

• 棉針織物的染色以及所用機器

• 染料纖維相互作用

• 染色的熱力學和動力學概述

• 洗滌牢度、日曬牢度和摩擦牢度的測定方法

• 印花方式

• 印花膠漿，包括合成膠漿

• 印花助劑

• 棉花用活性染料印花，羊毛、蠶絲、尼龍用酸性染料和金屬絡合物染料印花，滌綸用分散染料印花

• 塗料印花

• 棉花、蠶絲和滌綸的防染和拔染印花

• 滌綸的轉移印花

• 噴墨印花

• 棉花的機械整理

• 棉花的挺括、柔軟、抗皺、拒水、阻燃和酶（生物拋光）整理

• 羊毛的縮絨、整理和防縮整理；抗靜電和防汙整理

• 合成織物的熱定型

• 最小用量技術

• 汙染控制和廢水處理

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