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1、1,防电磁辐射纺织品,2010.12.22,2,背景,电子、电器设备的大量使用，电磁波大幅增加 影响电子设备的正常工作 影响人们日常生活 严重影响人体健康（电磁波致病效应随着磁场振动频率的增大而增大）,3,电磁辐射的基本概念,电磁波的产生周期和频率 电磁波的传播横波，能产生反射、折射、衍射、干涉等现象，传播不需任何介质，真空中也能传播。,变化的电场,产生,变化的磁场,4,电磁屏蔽的作用原理,电磁屏蔽 指以某种材料制成的屏蔽壳体将需要屏蔽的区域封闭起来，形成电磁隔离，即外来的辐射电磁场不能进入这个区域。 电磁屏蔽作用原理采用低电阻值的导体材料，利用电磁波在屏蔽导体表面的反射、在导体内部的吸收及传
2、输过程的损耗而产生屏蔽作用。,5,屏蔽效果的表示方法,传输系数T指空间某点屏蔽后的场强Es和Hs与改点屏蔽前的场强E0和H0之比。 功率耦合传输系数Tp指空间某点屏蔽后的功率密度Ps与改点屏蔽前的功率密度P0之比。 能量耦合传输系数Tw指空间某点屏蔽后的能量Wes和Wms与改点屏蔽前的能量We0和Wm0之比。对电场 Twe=10*lg（Wes/We0），对磁场 Twm=10*lg（Wms/Wm0）,6,屏蔽效果的表示方法,屏蔽效能SE指空间某点屏蔽前的场强E0和H0和屏蔽后改点场强Es和Hs之比，一般以dB为单位。对电场 SEe=20*lg（E0/Es），对磁场 SEm=20*lg（H0/Hs
3、）。也可以用空间某点屏蔽前的能量We0和Wm0与屏蔽后改点的能量Wes和Wms之比，用dB单位表示。对电场 SEwe=10*lg（We0/Wes），对磁场 SMwm=10*lg（Wm0/Wms）。 屏蔽效能的分类010dB几乎没有屏蔽作用；1030dB有较小的屏蔽作用；3060dB中等屏蔽效能，可用于一般工业或商业用电子产品；6090dB屏蔽效能较高，可用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽；90dB以上的屏蔽材料则具有最佳屏蔽效能，适用于要求苛刻的高精度、高敏感度产品。,7,防辐射纤维的分类,耐辐射纤维 复合型防辐射纤维通过往纤维中添加其他化合物或元素使该纤维具有耐辐射的性能。,导电型吸波纤维凭借
4、低电阻导电材料对电磁辐射的反射作用，在导体内产生与原电磁辐射相反的电流和磁极化，形成一个屏蔽空间，从而减弱外来电磁辐射的危害。,8,电磁辐射防护织物的制备方法,防电磁辐射纤维与基体纤维混纺织将导电纤维与常规纺织纤维混纺成纱，然后采用机织或针织工艺生产出具有优良电磁屏蔽功能的织物。用做带电作业服、电磁辐射防护服、保密室墙布和窗帘等。导电纤维可与其他纤维以混纺、交捻、交编、交织等方式混用。,复合型分子导电纤维 以高分子材料为主体，加入多种纳米级的导电物质（如炭黑、石墨、金属微粉、金属氧化物等）纺丝而成。功能性纳米粉体尺寸小，在高温纺丝时热稳定性好，制得的纤维具有良好导电性和铁电性，且纤维不失去原有
5、的强度、延伸性、耐洗性和耐磨性。,9,电磁辐射防护织物的制备方法,金属纤维 主要有金属箔与有机纤维复合丝、金属化纤维、纯金属纤维3类。 1. 金属箔与有机纤维复合丝 如我国军用81型伪装网，在基础布中夹织有铝涤复合丝，并通过合理设计，成网后不仅能有效预防雷达侦察，而且耐受恶劣气候条件性好。 2. 金属纤维 用镍、铜等金属覆盖在合成纤维上，沉积0.022.5um的金属层，形成表面金属化纤维，并用丙烯酸类等树脂作保护膜。日本称其为金属化纤维。金属化纤维经纺织加工成屏蔽布，对1063*1010Hz高频电磁波的屏蔽率可达99.90%99.99%。,10,金属纤维,3.纯金属纤维具有本质意义的金属纤维是
6、全部采用金属材料制成的纤维，如采用铅、铜、铝、不锈钢等材料制成的纤维。金属纤维具有最高的导电率，优良的耐热、耐化学腐蚀性，其柔软性、纤度也能接近一般纤维。采用99.9%纯度的镍制成8um左右的镍纤维，可与棉、麻、丝、毛及多种化纤混纺，其产品除了有防电磁波辐射危害外，还具有抑制典型病菌，做到了人体调理和人体防护的有机结合。其他一些延展性较好的金属也可制成纺织用纤维材料，如金、银等金属，但使用范围较小。由于金属纤维表面摩擦系数大和比重达，抗弯刚度、弹性恢复差，抱合力较小，导致其可纺性差。与其他纤维混纺、交织难以匀化；梳理时易打结，纺细号纱有困难；织物水洗后易起皱，且难以熨烫平整，影响织物风格。金属
7、纤维不能上色，露在纱表面的部分会影响织物的外观，特别是对浅色织物的影响更大，限制了它在纺织加工中的应用。目前采用拉夹法来牵切不锈钢纤维丝束，以改善金属纤维的可纺性。,11,电磁辐射防护织物的制备方法,结构型导电聚合物纤维 指不需要加入其他导电性物质而依靠成纤聚合物本身结构即具有导电性的物质，其导电性优良持久。如20世纪80年代初日本研制出的含Cu9S5导电腈纶。由于这类聚合物通常为不溶、不熔性物质，或由于分子量低，热、光稳定性差，加上加工成型困难，所以要广泛应用还需进一步研究。,12,电磁辐射防护织物的制备方法,离子化纤维通过低温等离子处理，连续进行表面沉积来实现纤维金属化。产品以吸收为主，通
8、过离子加速运动使得电磁辐射能变成热能散发掉，从而避免二次污染，净化了空气。多离子织物柔软舒适，色泽均匀、耐洗等特点，由其制作的防护服不仅有防护性，同时具有优良服用性能。,13,织物涂镀法,织物涂层 在涂层剂中加入已分散好的电磁波吸收剂或导电磁性物质，经涂层整理、热处理后就可在织物表面包覆一层具有电磁波屏蔽的薄膜。优点：由于金属用量较少，所以该类产品的重量最轻，与普通纺织品非常接近。不足：由于金属与纤维间的结合力较小，所以加工性差，屏蔽效能一般，不透气，手感差，产品通常颜色较为单一，涂层容易脱落，其屏蔽效果耐久性不佳，应用前景黯淡。,14,织物涂镀法,织物镀层化学镀是将铜、镍等金属镀覆在织物上（
9、其主要基材是涤纶、芳族聚酰胺、玻璃和碳纤维织物），在表面再涂上树脂，能获得均匀的镀层，不会大幅度地恶化纤维的其他良好性能，如密度、柔软性和手感。可采用一般纺织技术加工而成，但镀覆的金属层厚度一般在3um以下，屏蔽效果有限，且结合力较差金属很容易脱落，存在金属离子污水，至今未得到广泛的应用。,15,织物涂镀法,金属镀采用已很成熟的涂层技术，把导电磁性物质渗入到涂层浆内，使改良的织物获得对电磁波的屏蔽能力，所选用的导电磁性物质有：银粉、铜粉、铁粉和石墨粉等。主要特点：屏蔽效能一般，不透气，手感差等。至今还未得到广泛应用。,16,织物涂镀法,真空镀采用真空镀（物理气相沉积）金属技术制备金属织物，主要
10、包含2种。一种是先将金属镀在涤纶薄膜上，再切成丝，镶嵌在织物内；另一种是直接把金属镀覆在织物上，在表面再涂上树脂。有的还在树脂内添加各种色料，增加色彩，改变以往单一银白色的基调。金属层的厚度一般在3um以下，屏蔽效果有限，而且结合力较差，金属很容易脱落，至今在电磁屏蔽领域内还没有得到广泛应用。,17,织物涂镀法,等离子电镀将纤维（或织物）以低温等离子处理后，再连续对其进行表面沉积而获得金属化织物。该工艺可将有害的电磁辐射能量通过织物自身的特殊功能转变成热能散发掉，因此加工过程简单有效，无污水处理问题。金属化处理后的织物具有良好的机械性能和耐热性，基布与金属层之间结合力强，具有柔软舒适、色泽均匀
11、、除臭抗菌、耐洗、使用寿命长等优点，且避免了化学镀的废液处理问题。但手感较差，抱合困难，金属不易匀化，耐洗度不高。,18,产品开发前景及存在问题,目前防电磁波辐射服装的屏蔽主要以反射的方式开发防电磁波辐射功能织物，这种方式容易对环境造成二次污染，将来的防辐射屏蔽织物应当对电磁波反射近于零，对空间环境不产生或少产生二次污染。,机织物占的比例比较大，主要用于军事、国防和特殊领域（如电子、冶金、化工制造业等），服用产品应用较少。将来的防电磁波辐射织物针对不同的电磁辐射频率及不同辐射强度的工作环境，采用不同的防辐射面料，在保证防辐射功能性的基础上，通过改进服装的款式及面料的结构、外观，使其时装化，以提高服装的档次及适用性。,19,谢谢,
