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1、研究训练（SRT ）计划立项项目文献综述题 目： xxxxxxxxxxxxxxx指导教师XXXX职称XXXXX项目负责人： xxx系 别：XXXXX专 业：XXXX班 级：XX学 号： xxx、前言部分随着电子产品的日益普及和电磁化程度的不断提高，人们在享受电磁设备带 来便利的同时，也受到了电磁辐射的巨大危害。化学镀金属化织物是一种很好的 电磁波屏蔽材料，它兼有金属的导电、电磁波屏蔽特性和织物的柔软、透气等特 性，必将为这一问题的解决开辟一条切实可行的途径，正逐渐成为纺织研究的焦 点。目前市场上电磁屏蔽面料通常以反射电磁波为主，其结果会产生二次污染， 同时也不能解决电子仪器间的信号干扰及电子信
2、息泄露等问题，因此市场急需具 有吸波能力的电磁屏蔽面料。然而，随着雷达反隐身技术的发展，传统的微波吸收材料已逐渐显现其不足， 于是出现了多层复合超薄涂敷 特殊胶合以及广泛采用吸收层 相移层 散射层等 多层复合吸波材料技术 使用多层复合吸波材料的目的不仅能够获得比单层吸波 材料更宽的吸收频带，还同时提高了材料对电波斜入射时的吸波性能。对于设计 单层吸收材料，通常努力寻找在某一设计频点上垂直入射时的无反射条件，从而 固化了单层吸波材料的窄带特性 而对于多层吸波材料的设计而言，利用其多自 由度的可设计性，也就没有必要。在设计的中心频率上寻找满足无反射的条件 多 层吸波材料设计属于多参量优化设计，理论
3、方法主要 1有等效电路法 递推公式法、传输线法、遗传算法(GA 2 - 3 )以及新近发展的粒子群优(PSO 4 - 5 )。因此，本项目的实施，旨在开发出宽频吸波材料，具有重要的经济意义、社 会意义和军事意义。二、主题部分2.1 电磁屏蔽织物的研究现状 电磁屏蔽织物可采用不同的材料、不同的制作方法制作而成，目前市场上常 见的有以下几种。(1) 化学镀银织物 化学镀银不是自催化反应，一次施镀仅能镀一薄层，为了要求和表面平整， 可多次施镀。化学镀银织物的主要特点是屏蔽效能非常好，而且质地轻柔、透气 抗菌、耐腐蚀，曾经在 20世纪70-80年代被广泛用于电磁辐射防护领域。(2) 化学镀铜织物 化学
4、镀铜是一个自催化反应，在织物表面能获得纯的金属铜层，可以利用 反应的速度和时间，来控制铜层的厚度和性能。与化学镀银相比，化学镀铜工艺 较为复杂，织物化学镀铜前需进行去油、粗化、敏化和活化等前处理工序2。化 学镀铜主要采用甲醛作还原剂、EDTA作络合剂，pH值均在12以上，镀液的稳 定性和甲醛挥发蒸气的毒性是其主要的问题。另外，也有采用次磷酸钠作还原剂 的镀液， pH 值在 9.0-10.0 之间，其反应速度比使用甲醛作还原剂的镀液低很 多，现在还很少应用于工业化生产。E. G. Han3等人采用化学镀铜方法制备的 镀铜织物屏蔽效能在0. 1-1. 8 GHz频率范围内可达到35-68 dB。该
5、类织物的 主要特点是屏蔽电场效能很好、质地轻柔、透气性好、价格低廉，但很容易被氧 化腐蚀而失效、屏蔽磁场能力不强。(3) 化学镀镍织物 与化学镀铜技术相比，化学镀镍技术更为成熟，但也要严格控制镍离子和还 原剂的浓度比例、络合剂的浓度、 pH 值、反应温度、稳定剂添加量等参数才能 保证镀层的质量和镀液的稳定。国内外许多学者对化学镀镍织物的制备方法和性 能进行了大量研究5，研究结果显示，织物上金属的重量以及镀层内的磷含量决 定了镀镍织物的表面电阻和电磁屏蔽性能，镀镍织物的电磁屏蔽性能较低，在0. 1-1. 8GHz频率范围内均不超过40dB。这类织物的主要特点是质地轻柔、透 气性好、耐磨性强、价格
6、低廉、抗氧化腐蚀能力强，但电磁屏蔽性能较弱，特别 是屏蔽电场的能力很弱。(4) 金属复合镀织物为了克服单一镀层的不足，采用了金属复合化学镀工艺。CanX等人在织物 表面化学镀铜后再化学镀镍-磷合金料，使用较多的是碳纤维复合材料，如 Sic 纤维复合材料等。由于该类材料的复杂程度高，加上各国对先进复合材料严格保 密，有关该材料特别是在防辐射织物中的应用报道很少6。纳米后整理型吸波织 物中决定织物吸波性能优异与否的最关键的主体是纳米吸波剂，目前主要有超微 磁性金属粉、复合材料金属基超细粉、无机铁氧体等，该方法以其加工方便灵活 有效、可调节、吸波性能好等优点而受到重视和欢迎。22 电磁波的产生原理2
7、.2.1 电磁波是通过适当的振源产生，并以变化磁场激发涡旋电场，变化电 场激发涡旋磁场的方式使电磁振荡在空间和物质中传播的一种波，其实质是传递 电磁能量的过程7。电磁波的波长入和振荡频率之间有如下关系：f =c / 入式中：c电磁波在真空中的传播速度，即光速，等于3X108m/s。电磁波是一种横波，不同波长的电磁波对应不同的能量和频率，这些不同的参数变化形式 形成电辐射波段的过渡波段。非电离辐射虽然对人体没有明显的伤害作用，但长 时间作用所产生的累积效应也会产生潜移默化的伤害作用，非电离辐射的危害机 理主要体现在热效应、非热效应和累积效应三方面8 。电磁波是一把“双刃剑”， 一方面它能够为人类
8、谋福利，在通讯和医疗等领域里发挥着无与伦比的作用。但 另一方面，无处不在的电磁波也为人类的健康带来了威胁。2.3.1 电磁屏蔽原理电磁屏蔽的作用是减弱由某些辐射源所产生的某个区 (不包含这些源)内的 电磁场效应，有效地控制电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害。其作 用原理是采用低电阻的导体材料，由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作 用，在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化，从而减弱源电磁场的 辐射效果，通常用屏蔽效能(SE)来表示。所谓屏蔽效能是指没有屏蔽时入射或 反射电磁波，与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值，即为屏蔽材料对 电磁信号的衰减值，单位为 dB。电磁波传
9、播到达屏蔽材料表面时，通常按三种不同机理进行衰减：(1) 在入射表面的反射衰减;(2) 未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;(3) 在屏蔽体内部的多次反射衰减(只在吸收衰减15dB情况下才有意义)10。 按 SE 值大小可将电磁屏蔽材料分为以下几类，如表 1 所示。一般认为，用作常 规电子器材电磁屏蔽的材料，在30-1 000MHz频率范围内，其SE值达到35dB， 即具有有效屏蔽作用11。SK/rlB栽减程度用途0无- 90优适用F仃6精JE 髙敏感度症求的产品=.表 1 电磁波衰减分级标准 电磁辐射防护材料的基本原理主要是基于电磁波穿过防电磁辐射材料时，产生波 反射、波吸收和电磁
10、波在材料内的多次反射，导致电磁波能量衰减12。防辐射材料厚度第1界面的波反射屏蔽话透过的电磁波量内部多次菇旷二材料表面第1界面)材料内部第Z界血入射波2.3防电磁辐射织物屏蔽效能的测试方法目前，国内外有多种屏蔽织物屏蔽效能的测试方法，概括起来主要有远场法、 近场法和屏蔽室测试法 3 大类13;测试标准主要有环境电磁波卫生标准 (GB91751988)、作业场所微波辐射卫生标准(BG104361989)或根据ASTM 规定测试。远场法主要用以测试抗电磁辐射织物对电磁波远场(平面波)的屏蔽效 能。近场法主要用来测试抗电磁辐射织物对电磁波近场(磁场为主)的屏蔽效能， 两种方法的具体特点及测试原理见表
11、 2、 3。测试力法测U Ki理(Jt/A缺灯尖【収就M艸实 腑则会 A STM )KH拧1勺A sm 一 KS- 7 列轴亿输绒袪测丫品in兮号 试料M蔽效屁伯 *J伉桟讦嚴数I 什1 2 ： . L!|J:h初冷頤 怦朋的崛斌效hv快進罚他：测试过F J 小能W Wi火小；测试 的创态也1阳钱窒. ril KOdlt hv ；uiM rrj 城殳为 3M 11j. 5( J E 4材料的丿臥废呵以 卜丿吩 1 Ottrti只町以测试辿i场的 辆対耦J:测试的 结杲屋材料习同i応綸艮？7的 搖也阳抗的摒吶.杯？num法宅词轴法r d J ：際；1竹X SIM - ES- 7|诃轴 代输血江的
12、优点* 山按碰UIL抗狀小r 此诙奴件较打貝可以测诚込J吻的治射测； 伉钱y;样U-J丿工 V 3inm,表 2 有远场法特点及测试原理测试方法测试贩理优点缺点ASTM - KS-収侖法不加试样吋接收天 线所搖收到的功率 为尸廿加入试样航 接收刊的功率为卜 则肿蔽效能SK= to S泓凡J广泛应用于试 样的近场SK 泊测*:不農 口 fJi 轴助设ffr+测：it 快迷简单*方便肿:阵匚竹:频率将馳 腔体的物朗尺 J向严空曲掘.谨办一法测駅第垠 的収SZ性唸折曬歼 M龙掾片的状卷彫 响：其這用的频車 池1讯为1- 3CMH4 试样肝度4nm;动尿范IKI为50(111改进的M n_- srn-
13、285yJ：同上储狡好地反映 材料对近场的 磨蔽敢葩鉴求试样与开孔有 很好的潜丄女而试 样农他电阻的变化、 孔経.扉嚴逼和电 绸的连接寒次反 射營郁会澎响测 遇结泉适用的硕 率范1同为l3(I11I z q表 3 近场法特点及测试原理三、结语电磁波辐射到织物上时会产生反射、吸收、散射和少量的透射，反射、散射会 使环境产生二次污染，因此从方法上来看防电磁波辐射织物的开发途径应主要考 虑:(1)减少反射，尽可能避免二次污染; (2)减少透射，最好透射率为零，使用 安全可靠;(3)增大吸收。目前国内防电磁辐射织物的特征主要表现为单一防护功 能、低吸收型，且易产生二次污染，因此开发多功能防护织物和高吸
14、收型防电磁 辐射织物将成为防电磁辐射织物的开发趋势。所以就现在掌握的一些资料及前人 的研究经验，我们完成了以下吸波材料功能梯度模型的设计。入列电因波J* f*反琳电琏谀KIZ纹物基底参考文献： 1 Fernandez A Valenzuela A General design theory for single-layer homogeneous absorbersJ IEEE Trans，1996，44 (7) 822-826 2 高强，银燕，闫敦豹，袁乃昌，基于 UC-PBG 的雷达吸波材料。现代雷达 2005，27(4)4 5：7 -59 3 Eric Michelson ，Jean-M
15、ichel Sajer ，etc Design of lightweight ， broad-band microwave absorbers using genetic algorithmsJ IEEE Trans on MTT，1993，41(6)1:024-1031 4 E G Han， KW Oh， E A Kim. Electromagnetic interference shielding effectiveness of conductive PET fabrics J. J. Korean Soc. Clothing and Textiles，1999， 23(5): 694-699. 5 E G Han， E A Kim， KW Oh. Electromagnetic in
