【分析粘着性高低和丝头长短】
面料知识|纺织面料组织如何分析？
姚蔚铭
纺织品化学工程师（神秘职业）
来自专栏纺织印染图书馆
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一:概论
直径一般为几微米到几十微米,而长度比直径大百倍、千倍以上的细长物质称为纤维。但是不是所有的纤维都能用来制成纺织品。
纺织纤维是具有可纺性、可染性和一定强度、弹性、柔软性、细度、长度等特性并用来制造纺织品的各种纤维。
总的来说纺织纤维具有的特点就是:有细长的形状,柔软的而且富有弹性,能用于纺织生产。
二:分类
(一):根据纤维的几何结构可以分为长丝和短纤
1、长丝:指长度很长,连续的天然丝和化纤丝。长丝分为单丝和复丝。单丝由化纤厂用单孔喷丝头纺制出来或者从单颗茧子拉出来的丝。纺织行业生产用的长丝大多是复丝,即两跟或者两跟以上的单丝组成。如150D/96F,就是由96根单丝组成。
2、短纤维:指长度较短的天然纤维和切断的的化学纤维。切断的化学短纤维中又可以分为棉型纤维,毛型纤维,和中长纤维,一般棉型纤维长度在33—38mm,毛型长度在76mm以上,中长型纤维在51—66mm。短纤维又分为纯纺纱和混纺纱,具有一种原料的叫纯纺纱,具有两种及以上的原料叫混纺纱。
3、常用纺织纤维的代号。
纤维名称代号纤维名称代号
普梳棉C(MH)腈纶AL(PAN)(PVN)
精梳棉JC(CM)维纶V(PVFM)(PVA)
蚕丝(娟丝)S(CS)涤毛P/W
麻L(M)氨纶PU(SP)
毛W(YM)丙纶PP
粘胶R(CF)氯纶PVC
醋脂纤维AC阳离子涤CDP(CD)
铜氨BB涤棉P/C(T/C)
涤纶T(PET)涤粘P/R(T/R)
锦纶N(PA)阳粘毛CD/R/W
(二):根据纤维的来源分类
1、天然纤维:指在自然界生产或者形成的又适用纺织生产使用的纤维,主要有动物纤维,植物纤维,矿物纤维。
2、化学纤维:是指用天然的或者合成的聚合物为原料,经过化学方法制成的纤维。主要有再生纤维(人造纤维)、合成纤维、无机纤维。
纺织纤维分类表:
三:纺织纤维的特性
(一)纤维的粗细
1、长丝类原料,定长制方式表示其粗细。是以规定单位长度的纤维所具有的重量来表示,其性质是数值越大,表示纤维越粗,反之就越细。通常有三种方式:
①:旦尼尔(D):规定9000米定长内纤维所具有的重量克数。就通常我们所说的D数。例如100D,意思9000米长的这种纤维(丝)有100g的重量
②:特克斯(Tex)规定1000米定长内纤维所具有的重量克数。
③:分特克斯DTex规定10000米定长内纤维所具有的重量克数。
2、定重制方式:用于短纤
是以规定单位重量的纤维所具有的长度来表示,其性质是数值越大,表示纤维越细。反之越粗。通常有两种形式。
①:公制支数(N):规定1克重的纤维所具有的长度米数。
②:英制支数(S):规定1磅重的纤维所具有的长度(840码)数。
四:我们常用纺织纤维原料的功能介绍
(一):棉纤维
棉纤维的生长分为生长期,加厚期,转曲期,
棉纤维的种类:
1、陆地棉,又称细绒棉,,占世界棉花总产量的85%以上。我国的陆地棉栽培面积占棉田总面积的98%以上。
2、海岛棉:又称长绒棉,品质优良,产量高。国内在新疆,上海和广州有商量种植。长绒棉是高档的纺织产品原料。
3、亚洲棉:又称粗绒棉,原产于印度,纤维短粗,只能适应个别纺织品的需要
4、非洲棉,又称草棉,原产非洲,品质与亚洲棉接近,逐渐淘汰。
棉纤维的形态:
1、横截面形状:正常成熟的棉纤维,截面是不规则的腰圆型,中有中腔。
2、纵向形状:棉纤维具有天然转曲,它的纵截面呈不规则的而且沿纤维长度不断改变转向的螺旋形扭曲。
常规说法中棉纱的等级:
1、普梳纱:指用普梳纺纱工艺纺出的纱线
2、精梳纱:指用品质优良的棉纤维作原料,纺制时比普梳纱增加精梳工序而生产的纱线。精梳棉纺出的纱较细而
目前我们的用纱主要是精梳环锭纺,精梳紧密纺。
棉纤维的化学稳定性能:
棉纤维的主要组成成分物质是纤维素,所以耐碱不耐酸。棉纤维在一定浓度的氢氧化钠溶液或者液氨中处理后,纤维横向膨化,从而截面变圆,天然扭曲消失,使纤维呈现丝一般的光泽。如果膨化的同时再给予拉伸,则在一定的程度上改变纤维的内部结构,提高纤维强力。这就是通常我们所说的丝光原理。但是碱的浓度过高,同样会对棉纤维起破化作用。
(二):麻纤维
麻纤维主要分为茎纤维和叶纤维。茎纤维从麻类植物茎部取得的纤维。叶纤维从麻类植物叶子取得的纤维。
麻纤维的形态结构:
不同种类的麻纤维的截面形状不尽相同。苎麻大多呈腰圆形,有中腔,胞壁有裂纹。亚麻截面呈多角形,也有中腔。麻纤维的纵向大多较平直,有竹节效果。
麻纤维的形态化学性能:
主要组分是纤维素,因此麻纤维的化学稳定性能与棉相似,耐碱不耐酸。
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(三):粘胶
粘胶纤维是指从木材和植物杆等纤维素原料中提取的α-纤维素,或以棉短绒为原料,经加工成纺丝原液,再经湿法纺丝制成的人造纤维。分人造丝和人造棉。
(四):天丝
天丝是一种纤维素纤维,采用溶剂纺丝技术,干强略低于涤纶,但明显高于一般的粘胶纤维,湿强比粘胶有明显的改善,具有非常高的刚性,良好的水洗尺寸稳定性(缩水率仅为2%),具有较高的吸湿性,纤维横截面为圆形或椭圆形,光泽优美,手感柔软,悬垂性好,飘逸性好。总起来说:
天丝具有:
1有棉的柔软性
2有涤纶的高强力
3有毛的保暖性
但是它在湿热的条件下容易变硬,在冷水的挑绒性也不好
(五):莫代尔
莫代尔(Modal)是一种高湿模量粘胶纤维的纤维素再生纤维,该纤维的原料采用云杉、榉木制成的木浆粕,通过专门的纺丝工艺加工成纤维。该产品原料全部为天然材料,对人体无害,并能够自然分解,对环境无害。莫代尔纤维制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作而成,是一种纤维素纤维,所以与棉一样同属纤维素纤维,是纯正的天然纤维。目前该纤维的生产企业有奥地利兰精公司,唐山三友集团兴达化纤有限公司2010年9月在国内首家研制成功。莫代尔纤维的干强接近于涤纶,湿强要比普通粘胶提高了许多、光泽、柔软性、吸湿性、染色性、染色牢度均优于纯棉产品;用它所做成的面料,展示了一种丝面光泽,具有宜人的柔软触摸感觉和悬垂感以及极好的耐穿性能。
(六):涤纶
涤纶本身是一个商品名称,化学名聚对苯二甲酸乙二脂。属聚脂纤维的一种,采用熔体纺丝法制得。有长丝和短纤。例如75D/100D/150D属长丝,45sT/32st/21sT,属短纤。
五:纺织纤维的鉴别
1、手感目测
根据各种纤维的外观形态,颜色,光泽,长短,粗细,强力,手感,含杂等情况,依靠感官来鉴别。例如天然纤维中棉毛丝麻,各有显著特点,棉纤维比较柔软,长度短,含杂质和疵点。麻纤维手感较粗硬,羊毛纤维较长有卷曲,柔软而富有弹性。蚕丝具有特殊的光泽,纤维细而柔软。氨纶为高弹,高伸长,高回复性。
2、形状
纤维名称横截面形态纵截面形态
棉有中腔,呈不规则腰圆形扁平带状,有天然卷曲
丝光棉有中腔,近似圆形或者不规则腰圆近似圆柱,有光泽和缝隙
苎麻腰圆形,有中腔,胞壁有裂纹纤维较粗,有长形条纹及竹节横状
亚麻多边形,有中腔纤维较细,竹节横状
桑蚕丝不规则三角形或者多边形,角是圆的有光泽,纤维直径及形态有差异
羊毛圆形或者近似圆形表面粗糙,有大多呈环状或者瓦状鳞片
粘胶锯齿形,有皮芯结构表面平滑,有清晰条纹
莫代尔哑铃形表面平滑,有沟槽
天丝圆形或近似圆形表面平滑,有光泽
涤纶原形或近似原形及各种异型截面表面平滑,有的有小黑点
锦纶原形或近似原形及各种异型截面表面平滑,有的有小黑点
3、燃烧特点
纤维名称燃烧特点
棉遇火立即燃烧,速度快,发出黄色火焰,烧纸气味,纤维烧焦部分黑褐色
亚纤维燃烧的特性与棉相似,有烧干草气味,有时灰烬色泽较深。
桑蚕丝燃烧是先卷缩成团,燃烧速度比棉慢,燃烧散发出来的味道与羊毛相似,但较为轻微,燃烧后的灰烬比羊毛稍淡,呈黑褐色小球,用手指一压就碎
羊毛接近火焰先卷缩,后冒烟,然后羊毛气泡燃烧,火焰呈橘黄色。燃烧速度比棉慢,离开火焰停止燃烧。燃烧气味是烧焦头发的味道。燃烧后是具有光泽的黑褐色的脆性状物,手指一压就碎。灰烬数量多。
粘胶燃烧基本与棉相似,燃烧速度比棉快,黄色火焰,烧纸气味,灰烬少
涤纶与火焰接触十,先引起卷缩熔融,然后燃烧,有熔融物,有黄色明亮的火焰,焰边呈兰色,火焰顶有黑烟,离开火焰停止燃烧。灰烬呈黑褐色玻璃状硬块。
锦纶接近火焰时可引起纤维收缩,接近火焰时纤维循环卷缩熔融,同时有小气泡,燃烧时有边缘呈兰色的橘黄色火焰。离开火焰立即停止燃烧。有烧漆味,和芹菜的气味。燃烧后纤维呈浅褐色玻璃珠状,不易压碎。
介绍常见的几种纺织原料的规格
长丝类
一:涤纶长丝类:(FDY),通常有50DFDY75DFDY100DFDY150DFDY200DFDY250DFDY等
二:涤纶低弹丝类:(DTY),通常有75DDTY100DDTY150DDTY200DDTY250DDTY300DDTY等
三:涤纶预取向丝(POY):通常有50DPOY68DPOY75DPOY100DPOY150DPOY等
四:锦纶丝类:(尼龙):分为长丝和弹力丝类:通常有20D、30D40D50D60D等。
五:人造丝:通常有:75D100D120D150D20D250D等。
短纤类
一:棉纱类
1、单股纱通常有:10s/112s/114s/116s/120s/121s/130s/132s/140s/145s/150s/160s/1
2、双股纱通常有:32s/236s/240s/245s/250s/260s/280s/2100s/2120s/2140s/2
二:纯涤纱或者纯粘胶纱
1、单股纱通常有:20s/125s/132s/140s/150s/1
2、双股纱通常有:32s/240s/250s/260s/2
三:混纺纱类
1、单股纱通常有:20s/1T/C21s/1T/R25s/1T/R40s/1T/R32sT/W32s/1CD/R/W阳粘毛等等
2、双股纱通常有:32s/2T/C50s/2T/R50s/2CD/T/R(阳涤粘)等等
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上机织造
(机织物形成示意图)
一、织物形成原理
传统的两向机织物是由经、纬两系统纱线在织机上互相交织而成。在形成织物时,棕框由开口机构控制做上下交替运动,使一部分经纱提升,另一部分经纱不提升,形成梭口,纬纱由引纬机构控制引入梭口,通过打纬机构由钢筘将纬纱推向织口,完成经纬交织。
二:上机图
穿棕图,纹版图,,穿筘图和组织图四者是织物上机织造前所必须确定的重要工艺条件,总称上机图。
三:织物组织
最常规的克重计算
由一个例子来说明:
比如一个品种规格是:100D*32SJC130*80,计算其含棉量及其克重
首先克重=经纬重量之和
经向重量:130*58*100/9000=83.7/0.92=91g
其中130----经向密度
58-----成品门幅
100---经向原料粗细
9000---系数
0.92----理论织缩(根据不同的品种。不同的织造方法变动)
纬向重量:166/9000*165*30=91.2g
其中166=5315/32(纬向32s)
9000----系数
165----上机门幅宽度
30-----上机纬密。
由此可知:此品种棉含量50%左右
克重=(91+91.2)/0.95=191.8g*0.98=188g/1.48=126g/m2
染色机理
一:棉织物练漂加工的主要过程有:原布准备、烧毛、退浆、煮练、漂白、丝光。
1)原布准备:原布准备包括原布检验、翻布(分批、分箱、打印)和缝头。原布检验的目的是检查坯布质量,发现问题能及时加以解决。检验内容包括物理指标和外观疵点两项。前者包括原布的长度、幅度、重量、经纬纱线密度和密度、强力等,后者如纺疵、织疵、各种班渍及破损等。通常抽查总量的10%左右。原布检验后,必须将原布分批、分箱,并在布头上打印,标明品种、加工工艺、批号、箱号、发布日期和翻布人代号,以便于管理。为了确保连续成批的加工,必须将原布加以缝接。
2)烧毛:烧毛的目的在于烧去布面上的绒毛,使布面光洁美观,并防止在染色、印花时因绒毛存在而产生染色不匀及印花疵病。织物烧毛是将织物平幅快速通过高温火焰,或擦过赤热的金属表面,这时布面上存在的绒毛很快升温,并发生燃烧,而布身比较紧密,升温较慢,在未升到着火点时,即已离开了火焰或赤热的金属表面,从而达到烧去绒毛,又不操作织物的目的。
3)退浆:纺织厂为了顺利地织布,往往对经纱上浆以提高强力和耐磨性。坯布上的浆料即影响织物的吸水性能,还影响染整产品的质量,且会增加染化药品的消耗,故在煮练前应先去除浆料,这个过程叫退浆。棉织物上的浆料可采用碱退浆、酶退浆、酸退浆等方法,将其从织物上退除。碱退浆使浆料膨化,与纤维粘着力下降,经水洗从织物上退除。酶、酸、使淀粉降解,在水中溶解度增大,经水洗退除。由于酸对棉纤损伤大,很少单独使用,常与酶退浆、碱退浆联合使用。
4)煮练:棉纤维生长时,有天然杂质(果胶质、蜡状物质、含氮物质等)一起伴生。棉织物经退浆后,大部分浆料及部分天然杂质已被去除,但还有少量的浆料以及大部分天然杂质还残留在织物上。这些杂质的存在,使绵织布的布面较黄,渗透性差。同时,由于有棉籽壳的存在,大大影响了棉布的外观质量。故需要将织物在高温的浓碱液中进行较长时间的煮练,以去除残留杂质。煮练是利用烧碱和其他煮练助剂与果胶质、蜡状物质、含氮物质、棉籽壳发生化学降解反应或乳化作用、膨化作用等,经水洗后使杂质从织物上退除。
5)漂白:棉织物经煮练后,由于纤维上还有天然色素存在,其外观不够洁白,用以染色或印花,会影响色泽的鲜艳度。漂白的目的就在于去除色素,赋于织物必要的和稳定的白度,而纤维本身则不受显著的损伤。棉织物常用的漂白方法有次氮酸钠法、双氧水法和亚氯酸钠法。次氯酸钠漂白的漂液PH值为10左右,在常温下进行,设备简单,操作方便、成本低,但对织物强度损伤大,白度较低。双氧水漂白的漂液PH值为10,在高温下进行漂白,漂白织物白度高而稳定,手感好,还能去除浆料及天然杂质。缺点是对设备要求高,成本较高。在适当条件下,与烧碱联合,能使退浆、煮练、漂白一次完成。亚氯酸钠漂白的漂液PH值为4～4.5,在高温下进行,具有白度好,对纤维损伤小的优点,但漂白时易产生有毒气体,污染环境,腐蚀设备,设备需要特殊的金属材料制成,故在应用上受到一定限制。次氯酸钠和亚氯酸钠漂白后都要进行脱氯,以防织物在存在过程中因残氯存在而受损。
6)丝光:丝光是指棉织物在室温或低温下,在经纬方向上都受到张力的情况下,用浓的烧碱溶液处理,以改善织物性能的加工过程。棉织物经过丝光后,由于纤维膨化,纤维纵向天然扭转消失,横截面成椭圆形,对光的反向更有规律,因而增进了光泽。纤维无形定区的增加,使染色时染料的上染率增加。取向度的提高,使织物强力增加,同时还有定形作用。丝光后,一定要采用冲吸去碱或蒸箱去碱,或平洗地去碱等方法充分去碱,直至织物呈中性。
二:染色
染色是借染料与纤维发生物理或化学的结合,或用化学方法在纤维上生成颜料,使整个纺织品具有一定色泽的加工过程。染色是在一定温度、时间、PH值和所需染色助剂等条件下进行的。染色产品应色泽均匀,还需要具有良好的染色牢度。织物的染色方法主要分浸染和轧染。浸染是将织物浸渍于染液中,而使染料逐渐上染织物的方法。它适用于小批量多品种染色。绳状染色、卷染都属于此范畴。轧染是先把织物浸渍于染液中,然后使织物通过轧辊,把染液均匀轧入织物内部,再经汽蒸或热熔等处理的染色方法。它适用于大批量织物的染色。
三:各种染料,不同的染色方法
1.直接染料直接染料能溶于水,在中性或弱碱性溶液中,可直接上染棉纤维。染色时加入食盐等中性电解质,能增加染料上的杂量。直接染料色谱齐全,染色方法简便,价格也较便宜,曾为棉织物的主要染料。但这种染料染色牢度不够好,需在后处理中进行固色处理。
2.活性染料活性染料是指含有活性基团的可溶性染料。在适当条件下,能与纤维素纤维、蛋白质纤维发生化学结合,大大地提高被染物的水洗、皂洗色牢度等。同时,它还具有染色、印花简便、色泽鲜艳,色谱较齐,价格较便宜等优点。但一般活性染料固色率不高,在碱性溶液中易水解,造成浮色。所以织物染色时采用先染色,后固色的方法,以提高染料的固色率。用于印花,要根据染料品种的不同,选用一相法或两相法印花。还有一些活性染料的耐氯漂色牢度和耐气候色牢度较差。
3.还原染料还原染料不溶于水,不能直接染色。需在烧碱、保险粉的碱性强还原溶液中使其还原为隐色体,由隐色体上染棉纤维,经过氧化,回复成不溶性染料而固着于纤维。还原染料的色谱齐全,色泽鲜艳,而日晒、皂洗色牢度均较优良。但因价格较贵,某些黄、橙品种有光敏脆损作用,因此在应用上受到一定限制。染色或印花时要加强皂煮后处理,去除浮色,提高鲜艳度。
4.可溶性还原染料可溶性还原染料是还原染料的衍生物,可溶于水,染在纤维上后,需在酸液中经过氧化处理,使染料水解、氧化,回复成不溶性的还原染料而染着在纤维上。可溶性还原染料的染色工艺比较简单,染色比较匀透,染色牢度高。但这种染料的价格昂贵,主要用于浅、中色棉织物的染色、印花。
5.硫化染料硫化染料不溶于水,但能溶解在硫化纳溶液中,还原成隐色体,隐色体被棉纤维吸收后,氧化成不溶性染料而固着在棉纤维上。硫化染料主要用于棉纤维深色产品的染色,水洗和日晒度尚好,染色方法简便,价格便宜,但其磨擦色牢度较差,色泽不够鲜艳。某些染料(如硫化黑),在织物存放过程中,会使纤维脆损,因此染色后需作防脆处理。黄、橙色硫化染料往往对纤维有光敏脆损作用。
6.不溶性偶氮染料不溶性偶氮染料是由两上染料中间打底剂(色酚)和显色剂(色基)组成。染色时,织物先以色酚的烧碱溶液打底,然后用色基的重氮化溶液显色,织物上的色酚和色基的重氮化合物偶合瓜而生成不溶性偶氮染料,固着于织物上。由于色基进行重氮化反应时,需要用冰,所以不溶性偶氨染料又称冰染料。该类染料色泽鲜艳,耐皂洗色牢度很好,耐日晒色牢度也较好,但磨擦色牢度较差,湿摩擦我牢度更差。
7.稳定不溶性偶氮染料稳定不溶性偶氮染料是色酚钠盐与暂稳定的重氮化合物的混合物,在一般情况下,两者不发生偶合反应。印花后经过一定的处理,暂稳定的重氮化合物转化为活泼的重氮化合物,而与色酚偶合生成不深性偶氮染料。这类染料主要用于印制小块花纹。
8.分散染料分散染料是一类分子较小,结构上不带水溶性基团的非离子型染料。这类染料难溶于水,染色是借助分散剂的作用,染料以细小的颗粒状态均匀地分散在染液中,因此这种称为分散染料。主要用于涤纶染色,一般在130度左右的温度中进行染色。
9、阳离子染料染色阳离子染料是一类色泽十分鲜艳的水溶性染料,染料在水溶液中电离为阳离子,通过电荷引力,使在染液中带阴离子的纤维染色,主要用于阳离子,腈纶染色。
【蒸汽机车的发展历程】
蒸汽机车问世至今已有180年的历史。它的发展有两个方面：一方面是牵引力和功率的发展，表现为动轮轴数和辅助轴数的增加，锅炉和汽缸的加大；另一方面是热效率和机械效率的发展，表现为炉床面积和锅炉受热面积的增大，蒸汽压力和温度的提高，废热的利用，蒸汽机的改进，滚动轴承的采用等等。瓦特发明蒸汽机后,1804年英国人R.特里维西克创造了一辆铁路蒸汽机车(图1),锅炉蒸汽压力为0.294兆帕（3.0千克力/厘米2）,锅炉内装有一个平放的汽缸。机车有两对动轮，由齿轮传动,轴列式为0-2-0。机车装有一个大飞轮，借助于它的旋转惯性动力，保持汽缸活塞的往复运动。机车重4.5吨，时速8公里，能牵引10吨货物,5节车，可乘70名旅客。这一实践证实两个重要现象：光滑的铁的机车驱动轮可在光滑的铁轨上运行而不会空转；机车可以拖动比机车本身重得多的东西。后人继起研究，得知轮轨间粘着力、粘着重量、粘着系数、粘着牵引力等的相互关系。这个问题涉及如何利用有限的机车粘着重量牵引更多的载重，至今仍在继续探讨。
1804年7月英国发明家G.史蒂芬·孙造出他的第一辆机车，被誉为首次成功的机车。后来主要由G.史蒂芬·孙之子R.史蒂芬·孙设计建造的“火箭”号蒸汽机车（见彩图）于1829年10月参加蒸汽机车比赛，以运行可靠、速度最快得奖。比赛时最高时速为47公里。“火箭”号机车采用卧式多烟管锅炉，传热面积大，生成蒸汽快，锅胴与火箱拼接在一起，锅炉蒸汽压力为0.345兆帕（3.5千克力/厘米2）；有两个与水平线成35°角斜装于锅炉两后侧的汽缸；有一对装于机车前部的动轮，动轮车轴左右各装一曲拐，互成直角，使机车动轮曲拐停在任何位置均能起动，轴列式为0-1-1。乏汽从烟筒喷出，以诱导通风，促进燃烧。“火箭”号重4吨,能牵引装载重量三倍于机车自重的车厢。这是第一辆初具现代蒸汽机车基本构造特征的蒸汽机车。1830年R.斯蒂芬森又造出“行星”号机车，将卧式锅炉的内外火箱和烟箱制成一整体，这种形式的锅炉后称为机车式锅炉。“行星”号机车的两个汽缸装于锅炉前端的烟箱下部车架内侧水平位置，称为内汽缸式机车，只有一对动轮,装在后部，轴列式为1-1-0。运行时上下颠抖减轻。蒸汽机车的基本构造形式除广泛采用外汽缸式（汽缸装于车架前端两外侧）外，迄今无多大变化。1830年以后,美国以及其他一些国家先后开始制造蒸汽机车。这个时期机车动轮由二对或三对发展至四、五、六对。最早使用二轴引导转向架是美国于1832年制造的2-1-0式“乔纳森兄弟”号机车，大型机车还在动轮后面装有较小的从轮。借助于从轮，机车可装载一个较宽大、较重的火箱。
1884年瑞士人A.马利特发明关节式机车，牵引力大，并能顺利通过曲线。1888年建成第一台。最大的关节式机车是2-44-2式“大人物”号(图2)，整备重量为543吨,锅炉压力为2.068兆帕（21.1千克力/厘米2），在时速120公里条件下，发挥出功率6000马力以上。
1875～1900年广泛地应用蒸汽两次膨胀原理，创造了复胀式机车，提高了机车热效率。1900～1920年由于采用蒸汽过热和给水加热等装置，机车的热效率、牵引力和功率又有提高。
1872年，英商为推销近代交通工具，在天津原法租界“紫竹林”码头一带，沿海河岸边的土路上铺设了一条环行1.5公里的“广告铁路”，将一台总重量为1020kg的小“火轮车”安装在轻便的窄轨上，经试运转后，是年9月14日，开始免费载客运行。此消息传开后，轰动天津城。据天津《申报》报道：“此次火车之来中国，可谓创观，其制作也可谓精美之至，均甚便捷，甚为适用之物……”由于这一“广告火轮车”的出现，在一定程度上，给国人留下了一些新式运输工具的形象。
1876年7月3日，中国第一条铁路——“淞沪铁路”（窄轨）建成通车，那台英制名曰“先导号”的蒸汽机车（机车总重量1420kg）时速为24—32公里，为我国第一台外国蒸汽机车。
1881年11月8日，建成了中国第一条自办铁路——“唐胥铁路”（唐山至胥各庄）。在“唐胥铁路”修筑路基的同时，中国工人凭时任总工程师的英人金达（C.W.Kinder）的几份图纸，利用矿场起重机锅炉和竖井架的槽铁等旧材料，试制成功了一台“0—3—0”型的蒸汽机车。（只有三对动轮，无导轮和从轮），被金达、薄内（Burnet）等英国专家命名为“中国火箭号”和“龙号”，为我国自制的第一台蒸汽机车（曾存于北京府右街交通陈列馆内，并可生火行驶，以供众览，“七七事变”后失踪，至今查无下落）。
1887年“津沽铁路公司”（原址为旧三岔河口西岸）从国外进口了数台小型蒸汽机车，其中一台为“0—2—0”型（只有两对动轮，无导轮和从轮，称“0”号），此机车是我们现在保存完好的、曾在“津沽铁路”上运行过的最古老机车，曾在国外展出过。该机车由英国制造，总重量为1320kg，也是世界上最小的蒸汽机车之一。从这台蒸汽机车出现到新中国成立，中国大地上行驶着英、美、德、法、日、比、俄等国各种蒸汽机车，被人们誉为“万国机车博览会”。据1949年《铁道月刊》第188期记载：当时全国共有4069台蒸汽机车，其中有8个国家、30多家工厂生产的198种型号，其中天津铁路管理局辖管的运用机车为671台。
1920年以后，蒸汽机车的性能进一步得到改善。20～30年代，机车的锅炉压力由1.373兆帕（14千克力/厘米2）提高到2.000～2.069兆帕（20.4～21.1千克力/厘米2）,试验性高压机车的锅炉压力甚至高达9.807兆帕(100千克力/厘米2)以上。高压机车采用水管式锅炉，虽然热效率较高，但构造复杂，重量大，造价高，维护困难，维修费高，而且极易发生故障，运用可靠性差，因而未能正式投入运用。但一般机车的锅炉压力以美国、加拿大最高,为2.068兆帕（21.1千克力/厘米2）。40～50年代，有些国家进一步提高了过热蒸汽温度，如苏联JIB和2-4-2型机车最高温度达430～440℃。奥地利人G.吉士林根创造的高效率矩形通风装置（扇烟筒），已为20多个国家和地区所采用。利用废气热来加热给水的混合式给水加热器已得到广泛应用。中国的前进型、建设型和人民型蒸汽机车都已安装这种设备。为了提高机车热效率，仍在继续研制凝汽式蒸汽机车。还提出了蒸汽机车使用沸腾炉床，燃用煤气等建议，希望使蒸汽机车的热效率达到10%以上。
第二次世界大战以后,蒸汽机车由于热效率低,已大部分被热效率高的柴油机车和电力机车所代替。1952年，四方机车车辆厂制造出了中国第一台“解放”型蒸汽机车。其后，四方、大连、唐山、大同等机车车辆厂陆续生产了近万台蒸汽机车。蒸汽机车一度成为中国铁路运输的主要牵引动力。1988年12月21日，大同机车厂停止蒸汽机车生产，标志着中国蒸汽机车制造史的结束。随着科学技术的进步，蒸汽机车已被内燃、电力机车、动车组取代。
蒸汽机车在美国、西欧国家、日本和苏联等国已于1960～1977年期间相继停止使用。在印度和一些不发达国家，蒸汽机车仍占铁路机车一半以上。在中国，蒸汽机车还是铁路的主要的牵引动力。
2005年12月9日，在内蒙古大板附近的铁道边上，最后一列蒸汽机车执行完任务后，见证了蒸汽机车退出历史舞台的最后一刻。蒸汽机车的退出,让很多人有一种怀旧心理,深圳福顺通科技发公司制作的仿蒸汽式的旅游观光小火车,填补了很多人这种怀旧情怀,让蒸汽机车再次出现在人们的视野中。
【火车头拉火车为什么不会打滑？】
?这涉及到一个名词:启动粘着系数这个系数乘以火车头的重量，就是火车头能够提供的最大启动牵引力。从设计上来说，火车头的启动牵引力是必须小于这个数值的，当然，决定启动牵引力的不仅仅是粘着系数，还包括牵引电机电压、电流、功率等限制。
例如，国产直流电力机车的计算粘着系数参照公式μj=0。24(12/(1008v))，这主要是针对货运机车来说的，客运机车由于牵引的吨数较小，一般都取得比较小，大概就是0。2-0。3之间。
而在实际运行中，火车头还是有可能打滑的，这主要是由于外界条件的变化，前面所述的公式是在轨面条件良好的情况下，一旦铁轨上有油、霜、水等杂质，或者是线路质量不好，也可能是机车自身的部件问题，导致粘着系数就会下降，这时机车牵引电机的发挥的牵引力可能大于粘着牵引力，就形成了所谓的空转，这对机车是有害的，必须迅速加以消除。
一般先采用撒沙子增大粘着系数，不行的话，机车就会减载，降低牵引力。轮子和钢轨看起来是光溜溜的，实际上并不光滑，用手摸起来还是挺粗糙的，远远达不到地板砖的那种光滑程度。而且火车头重量非常大，巨大的压力也会增加摩擦力。其实有时候火车轮子也会打滑，比如上大坡、重载时，要通过喷砂增加摩擦力。
粘着力与什么之比称为粘着系数相关文章：