电磁波屏蔽纤维及纺织品PPT课件

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三、抗辐射纺织品的开发
抗电磁辐射纺织产品的开发模拟了常规 电磁屏蔽材料的工作原理，即以金属隔离 的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一 个区域感应和辐射传播，而这种隔离是通 过电磁屏蔽材料对入射电磁辐射的反射或 吸收实现的。
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目前用于电磁屏蔽的纺织品,大多以不锈钢纤 维或碳、石墨纤维等具有较高电导率的材料与纺 织纤维混纺或交织制成,或使用金属化纤维,在纤维 或织物上进行金属电镀或化学镀,提高电导率。电 导率高的材料对电磁波具有较强的反射能力,具备 良好的屏蔽效能,而吸收能力则相对较差 ，容易在 环境中造成再次污染。理论计算和实践说明,电损 耗型材料在较高的电磁波频段存在较强的吸收,而 磁损耗型材料在较低的电磁波频段有较强的吸收 能力,因此制作具有宽频吸波性能的纺织品,应使材 料同时具备一定的介电损耗和磁损耗能力
频率和吸波材料的厚度进行优化设计。
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根据这一方法, 在吸波纺织品的设计中,可以
根据实际要求改变材料中不同组分及其含量以及
材料的厚度,进而调节材料的电磁参数,达到对某些
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1 碳纤维材料
碳纤维的电阻率随热处理温度的升高而降低, 因此经低温处理的某些碳纤维晶化温度低,结构更 加疏松紊乱,具有一定的吸波性能。另外,经过特殊 工艺处理,如特殊表面处理的某些碳纤维,制作 SiC/C复合纤维,这种特殊工艺可在碳纤维表面沉 积一层石墨颗粒,或者在碳纤维上接枝某些官能团 如酰亚胺等,也可改变纤维的横截面形状和大小,对 碳纤维表面实施金属电镀或化学镀,使其具有适当 的电阻值和适当的ε和μ值,制作出具备一定吸波性 能的碳纤维材料
电磁波入射时,其屏蔽效果的总和: SE (dB) = R +A +B 式中, R 为材料对电磁波能量的反 射损耗, A 为对电磁波能量的吸收损耗, B 为
电磁波能量在屏蔽材料中的内部反射损耗。 从电磁屏蔽效能理论看,材料的厚度、电导 率、介电常数、介电损耗、磁导率等许多 因素对屏蔽效能都有影响。
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电磁波是由在空间中交替变化的周期性 电场和磁场构成的。当这些电场或磁场作 用于材料时,总存在某种内摩擦而形成损耗。 材料的介电系数和磁导率可以复数形式表 达: ε = ε′- iε″ μ = μ′- iμ″ 式中,ε′和 μ′分别表示材料对电场能和磁场能的储存, 而ε″和μ″则表示对电场能和磁场能的消耗。 因此,要制作吸波型的屏蔽纺织品,应当使用 具备较高的ε″和μ″的材料。
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5.纺织复合材料
在实际应用中, 一种类型的材料往往只 是在某一频段有较好的吸波效果, 且物理、 化学性能各异, 仅凭单一的材料很难满足吸 收电磁波材料“轻、薄、宽、强”的需要,
因此需要将多种材料进行各种形式的复合 以达到阻抗匹配的要求。针对单层吸波材
料, 于晓凌提出跟踪逼近优化的方法或逆向 优化方法, 对影响单层吸波材料的吸波性能 的6个因素,即ε′、ε″、μ′、μ″、电磁波
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据美国环保局调查，98%以上的人接触 不同成都的电磁辐射，而电磁辐射的脉冲 辐射会引起的心血管系统、内分泌系统、 神经系统、生殖系统、免疫系统的功能损 伤，特别是对大脑的伤害。因此，开发和 使用具有抗电磁辐射功能的纺织产品则是 最简便和有效的手段之一。
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二、电磁屏蔽基本原理
屏蔽材料对于电磁波的屏蔽效果可以用 Schelkun-off电磁屏蔽理论来表达。材料被
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2.有机导电纤维吸波材料
炭黑是最早得到应用的吸波材料,属于介 电型吸收剂;某些金属氧化物如TiO2 ,ZnO, NiO,MoO2 ,WO3等,都具有在一定条件下吸 收电磁波的能力。使用炭黑制作的有机导 电纤维以及使用某些金属氧化物制作的导 电纤维,目前多用于纺织品的抗静电,与碳纤 维相比,这种材料的机械性能与纺织纤维接 近,容易与纺织品结合,用于纺织复合材料可 以调节材料的电磁参数,因此也可以用来制 作具备优异性能的吸波纺织品。
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3.金属微粉材料
如羰基金属微粉吸波材料,包括羰基铁、羰基 镍和羰基钴等,都具备良好的吸波性能,其中羰基铁 微粉是最常用的一种磁性金属微粉吸波材料,如使 用合适的粘胶剂将其涂布在纤维或织物表面,形成 导磁薄层,或者使用浸渍的加工方法,制备吸波织物 或非织造布。这类材料的主要缺点是体积密度较 大,造价昂贵,与纺织品结合性能差。为了克服这一 缺点,有人使用直径几十微米的空心微珠进行表面 改性,如镀覆金属镍等,材料的体积密度大大下降。 这是一种有望用于吸波纺织品的材料,有可能用于 化学纤维的复合纺丝或织物的涂层整理。
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பைடு நூலகம்
4.功能纤维材料
碳化硅纤维是制作多波段吸波复合材料的主 要成分,在8～18GHz和26～40GHz频段范围内有着 很好的吸波性能,吸波频带宽,吸收能力强。与铁氧 体和金属超细粉相比,其比重更接近纺织纤维,而且 材料强度大,有利于在吸波纺织品中的应用;但同时 脆性也较大,不耐剪切和弯折,与纺织纤维混合后制 取的吸波纺织品耐用性差。同时纤维的长度、形 状因子、电导率、取向等都明显地影响吸波性能, 所制备的材料稳定性较差,应用于纺织品还有待于 进一步研究。
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四、开发吸波型屏蔽纺织品的主要 途径
开发吸波型电磁屏蔽纺织品有两条主要
思路, 一是寻找新型材料,使其同时具有较高 的ε″和μ″,而且具有较好的物理机械性能, 便于纺织加工, 并能够适合纺织品的应用环 境;二是根据多层复合吸波材料的设计原理, 使用不同性能的电磁损耗材料,利用纺织复
合材料的制作技术制造吸波材料。
电磁波屏蔽纤维及纺织品
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一、电磁辐射的危害
电磁辐射已经成为继水、大气、噪声之后的 第四大环境污染源。大量研究表明，电磁辐射对 地球生物和人类的危害和影响已经远远超过了人 们以往对它的认识。早期的防电磁辐射或抗电磁 干扰研究和产品开发主要集中在军事、国防或工 业领域。随着个人电脑、计算机网络通讯、移动 电话、视听设备、微波炉等电子技术和产品的日 益普及，电磁辐射对人们健康和生命安全的影响 日益显现，这些电磁波虽然无色、无味、看不见、 摸不着，但穿透力强、生物作用大，充斥着整个 空间令人防不胜防，被人们喻为“电子烟雾”。