有关电磁屏蔽的基本认识
电磁屏蔽和反射损耗的关系

电磁屏蔽和反射损耗的关系电磁屏蔽是一种减少电磁波传播干扰的技术,用于保护电子设备免受外部电磁辐射的影响,同时也可以防止设备发出的电磁波对外界造成干扰。
而反射损耗则是指当电磁波传入到一个介质中时,部分电磁波将会被反射回去。
下面,我将详细讨论电磁屏蔽和反射损耗之间的关系。
首先,让我们来了解电磁屏蔽的原理。
电磁屏蔽是通过使用特殊材料或结构,阻止电磁波的传播或减少电磁波的散射和辐射。
当电磁波传播到屏蔽材料上时,材料中的导电层将吸收或反射电磁波,从而减少电磁波穿透或逃逸。
这种吸收或反射过程会导致一定的损耗,即反射损耗。
反射损耗的大小与屏蔽材料的导电性能有关。
导电性能好的材料能够更好地吸收或反射电磁波,从而降低反射损耗。
常见的导电材料包括金属和导电涂层。
金属材料一般具有较高的电导率,能够有效地吸收或反射电磁波,因此在电磁屏蔽中广泛应用。
导电涂层可以在非金属材料表面形成一个导电层,增强材料对电磁波的屏蔽效果。
通常,屏蔽材料的表面越光滑,导电层与电磁波的接触面积越大,反射损耗也越小。
另外,屏蔽结构的设计也对反射损耗有影响。
常见的电磁屏蔽结构包括屏蔽房、屏蔽箱和屏蔽膜等。
这些结构通常由导电材料制成,并采用特定的几何形状以提高电磁波的反射效果。
例如,屏蔽箱通常采用金属制成,其内部表面经过特殊处理,使其能够反射大部分电磁波。
这样一来,电磁波在被屏蔽箱内部多次反射后,大部分能量都被吸收或退射,反射损耗相对较小。
此外,屏蔽材料的厚度也会影响反射损耗。
一般来说,屏蔽材料的厚度越大,电磁波在材料中传播的距离越长,被吸收或反射的能量也越多,反射损耗越小。
然而,过大的厚度会增加材料的体积和重量,不利于实际应用。
因此,在设计电磁屏蔽结构时需要权衡厚度与性能之间的关系。
总的来说,电磁屏蔽和反射损耗之间存在紧密的关系。
反射损耗是电磁物理中一个普遍存在的现象,而电磁屏蔽则是通过减少或抑制反射损耗来实现对电磁波的屏蔽。
屏蔽材料的导电性能、结构设计以及厚度等因素都会对反射损耗产生影响。
电磁兼容技术-屏蔽-第四讲

7
r f r
1 20 10 6.68 10 5 0.61
3
7
z wm 2f 0 r 2 20 107 4 10 7 0.5 0.08
故多次反射修正因子为:
B 20 lg[1 ( z m z wm ) 2 /( z m z wm ) 2 10 0.1 A (10 s 0.23 A j sin 0.234 )] 20 lg[1 (0.08 6.68 10 5 ) 2 /(0.08 6.68 10 5 ) 2 10 0.17.235 (10 s 0.23 7.235 j sin 0.23 7.235 )] 1.81 dB
第四讲-----电磁屏蔽
4.1电磁屏蔽基本概念
抑制以场的形式造成干扰的有效方法是电磁屏蔽。 所谓电磁屏蔽就是以某种材料〔导电或导磁材料) 制成的屏蔽壳体(实体的或非实体的)将需要屏蔽的 区域封闭起来,形成电磁隔离,即其内的电磁场不 能越出这一区域,而外来的辐射电磁场不能进人这 一区域(或者进出该区域的电磁能量将受到很大的 衰减)。
吸收损耗:电磁波在屏蔽材料中传播时,会有一部分 能量转换成热量,导致电磁能量损失,损失的这部分 能量称为屏蔽材料的吸收损耗。 多次反射修正因子:电磁波在屏蔽体的第二个界面 (穿出屏蔽体的界面)发生反射后,会再次传输到第 一个界面,在第一个界面发射再次反射,而再次到达 第二个界面,在这个截面会有一部分能量穿透界面, 泄漏到空间。这部分是额外泄漏的,应该考虑进屏蔽 效能的计算。这就是多次反射修正因子。
4.3.1电磁屏蔽效能
屏蔽前的场强E1 屏蔽后的场强E2
对电磁波产生衰减的作用就是电磁屏蔽, 电磁屏蔽作用的大小用屏蔽效能度量: SE = 20 lg ( E1/ E2 ) dB
什么是屏蔽

什么是屏蔽什么是屏蔽在电子设备中,有时需要将电力线或磁力线的影响限定在某个范围内。
需要在某个给定的空间内防止外部的静电感应或电磁感应的影响。
在这种情况下,利用铜或铝等低电阻材料制成的容器,将需要隔离的部分全部包起来;或者是用磁性材料制成的容器将它包起来。
我们把防止经电的或电磁的相互感应所采取的这些方法称之为屏蔽。
屏蔽有以下几类:1.静电屏蔽---防止静电场的影响。
它的作用是消除两个电路之间由于分布电容的偶合而产生的干扰。
在变压器的原、副边线圈间插入一个梳齿形导体并将其接地,就是静电屏蔽的代表例。
另外,在两个导体之间放一个接地导体时,两个导体之间静电偶合从而减弱,因此可以说接地的导体也具有屏蔽作用。
2.电磁屏蔽---主要是用于高频电磁场的影响。
它是采用低电阻的金属材料,利用电磁场在屏蔽金属内部产生涡流起屏蔽作用的。
一般所谓的屏蔽,多半是指电磁屏蔽。
如果将屏蔽板接地,则同时也兼有静电屏蔽的作用。
静电屏蔽的屏蔽导体必须接地如果单是电磁屏蔽,即使不接地,对防止漏磁也是有效的。
但由于导体没有接地,增加了静电偶合,也增加了对干扰电压的感应。
所以尽管是电磁屏蔽,也还是接地为好。
电磁屏蔽的必要条件是在屏蔽导体内流过高频电流,而且电流必须在抵消干扰磁通的方向上。
(如果在垂直于电流方向上开缝,就没有电磁屏蔽效应。
)3.磁屏蔽---主要用于低频,因低频时不是非常有效,故采用高导磁系数的材料进行屏蔽,以便将磁力线限在磁阻小的磁屏导体内部,防止扩散到外部去。
只有导电材料才能起到电磁屏蔽的作用。
屏蔽体上的缝隙和孔洞是电磁泄漏的主要部位,缝隙和孔洞距离辐射源越近,电磁泄漏越严重。
判断电缆是否产生辐射的依据是:看电缆上是否存在共模电流。
在电缆上套铁氧体磁环可以减少电缆的辐射。
电磁干扰的屏蔽方法知识

电磁干扰的屏蔽方法知识电磁干扰是指在电磁波传播的过程中,外部电磁波对其他电子设备的干扰现象。
随着电子设备的日益普及和电磁波的频谱增加,电磁干扰问题变得越来越严峻。
为了保证电子设备的正常工作和通信质量,人们不断探索和研究电磁干扰的屏蔽方法。
电磁干扰可以分为传导干扰和辐射干扰两种。
传导干扰是指电磁波通过导线或介质传输到其他设备中,造成设备之间的相互干扰;辐射干扰是指电磁波通过空气传播到其他设备中,也会造成相互干扰。
针对这两种干扰现象,人们采取了多种屏蔽方法。
在传导干扰屏蔽方面,主要包括以下几种方法:1.选择合适的材料:用良好的导电材料制作外壳或覆盖物,能够有效屏蔽传导干扰。
常用的材料有金属、导电橡胶和导电涂层等。
2.设计合理的接地系统:通过合适的接地设计和接地导线的布置,可以有效地降低传导干扰。
接地系统主要包括设备接地、建筑物接地和电气系统接地等。
3.使用滤波器:在输入输出端口上安装合适的滤波器可以有效地抵御传导干扰。
滤波器是根据干扰信号频率特性进行设计,可以提供有效的衰减。
在辐射干扰屏蔽方面,主要包括以下几种方法:1.合理布局:对设备的线路、电缆和天线等进行合理布局,避免产生不必要的电磁辐射。
特别是要避免平行布置的线路和电缆之间产生电磁耦合。
2.屏蔽罩:在干扰源和受干扰设备之间设置屏蔽罩,可以有效地降低辐射干扰。
屏蔽罩可以用金属网、金属板或金属化塑料等材料制作。
3.磁屏蔽:对于强磁场干扰,可以采用磁屏蔽材料进行屏蔽。
常用的磁屏蔽材料有镍铁合金和铁氟龙等。
除了以上屏蔽方法,还有一些其他的技术手段用于电磁干扰的屏蔽:1.圆形线缆:圆形线缆可以减少电磁辐射,降低辐射干扰。
它与矩形线缆相比,能够减小电磁辐射的距离。
2.电磁封闭室:电磁封闭室是一种特殊的屏蔽装置,能够完全屏蔽外界的电磁波,用于测试电磁兼容性和电磁辐射等。
3.使用差模传输线:差模传输线的优点是可以减少传输线上的电磁辐射和传导干扰。
差模传输线可以将正负信号在同一传输线上进行传输,减小电磁辐射。
建设电磁屏蔽机房(电磁屏蔽室)重要性及特点

建设电磁屏蔽机房重要性及特点一.电磁屏蔽的基本理论1、当电磁波到达屏蔽体表面时,尽管在屏蔽体的表面上的介质阻抗间断性不同,但它对入射的电磁波产生的反射是相同的,因此这种反射与屏蔽材料的薄厚无关。
2、入射的电磁波进入屏蔽体的能量,由于屏蔽材料的特性,电磁波要被屏蔽材料不断地反射、折射、吸收,最终使入射波的能量在屏蔽体得到衰减。
3、当折射后进入屏蔽体内入射的电磁波,由于介质表面衰减和吸收后而剩余能量,再次传波到屏蔽体的另一表面时,即当电磁波遇到屏蔽体和空气不同介质交界面,将会发生再次反射,并重新返回原屏蔽体内。
这样入射的电磁波在两个金属的交界面上进行多次重复反射,使电磁波的能量不断地衰减。
二、电磁干扰的主要原因和特点1、系统内部电磁干扰的主要原因和特点系统的测控系统由时序装置、测控电子设备、测量传感设备、执行设备、任务设备、供电设备及电缆等组成,这些电子设备安装在狭小的仪器壳体内。
当电子设备所在的测控系统中任务设备开机工作时,会出现严重干扰系统中电子设备等测控设备的正常工作。
这是由高频测控设备、任务设备和低频测控设备大量混用壳体内电磁环境明显恶化而引起的。
在系统中,电磁干扰(EMI)能量可通过传导耦合和辐射耦合两种形式传输到设备内部。
2、外部电磁干扰的主要原因和特点当系统在执行任务状态时,由于大量的电子设备开机工作,产生了大量的电磁信号,使区域内的电磁环境十分复杂,这些电磁干扰信号严重干扰电子设备的工作,干扰信号通过系统壳体和电子设备壳体的孔缝耦合进入电子设备内部敏感器件和接收电路;或是通过天线、电缆导线和机壳感应进入电子设备内;或是通过电缆导线感应,然后沿导线传导进入电子设备内部;这些辐射骚扰的主要耦合途径通常是:闭合回路耦合、导线感应耦合、天线耦合和孔缝耦合。
3、屏蔽分析实心金属板屏蔽基本原理是:当辐射场通过屏蔽体时一部分RF能量被屏蔽机壳的表面反射回去,一部分在穿透屏蔽体的过程中被吸收了,其余的能量穿透屏蔽体进入另一侧。
电磁屏蔽技术原理概述

电磁屏蔽技术原理概述摘要:讨论了电磁屏蔽技术,包括电磁屏蔽的技术原理、屏蔽资料的功用和运用场所、屏蔽技术的本卷须知、屏蔽效能的检测以及特殊部位的屏蔽措施。
关键词:电磁屏蔽;屏蔽资料;屏蔽效能引言近几年来,随着电磁兼容任务的展开,电磁屏蔽技术运用得越来越普遍。
为了对电磁屏蔽技术有更深化的了解,应当对屏蔽资料的功用和运用场所、屏蔽技术的本卷须知、屏蔽效能的检测以及特殊部位的屏蔽措施等停止更深化的讨论。
1 电磁屏蔽的技术原理电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。
即用金属屏蔽资料将电磁搅扰源封锁起来,使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施;或用金属屏蔽资料将电磁敏感电路封锁起来,使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施。
1.1 静电屏蔽用完整的金属屏蔽体将带正电导体包围起来,在屏蔽体的内侧将感应出与带电导体等量的负电荷,外侧出现与带电导体等量的正电荷,假设将金属屏蔽体接地,那么外侧的正电荷将流入大地,外侧将不会有电场存在,即带正电导体的电场被屏蔽在金属屏蔽体内。
1.2 交变电场屏蔽为降低交变电场对敏感电路的耦合搅扰电压,可以在搅扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体,并将金属屏蔽体接地。
交变电场对敏感电路的耦合搅扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。
只需设法使金属屏蔽体良好接地,就能使交变电场对敏感电路的耦合搅扰电压变得很小。
电场屏蔽以反射为主,因此屏蔽体的厚度不用过大,而以结构强度为主要思索要素。
1.3 交变磁场屏蔽交变磁场屏蔽有高频和低频之分。
低频磁场屏蔽是应用高磁导率的资料构成低磁阻通路,使大局部磁场被集中在屏蔽体内。
屏蔽体的磁导率越高,厚度越大,磁阻越小,磁场屏蔽的效果越好。
当然要与设备的重量相协调。
高频磁场的屏蔽是应用高电导率的资料发生的涡流的反向磁场来抵消搅扰磁场而完成的。
1.4 交变电磁场屏蔽普通采用电导率高的资料作屏蔽体,并将屏蔽体接地。
它是应用屏蔽体在高频磁场的作用下发生反方向的涡流磁场与原磁场抵消而削弱高频磁场的搅扰,又因屏蔽体接地而完成电场屏蔽。
阐述影响电磁屏蔽效能的因素

阐述影响电磁屏蔽效能的因素现代信息社会随着通信技术的发展,车载通信及电子对抗系统中集成的电气及电子设备越来越多,这些设备之间通过电磁场辐射和信号传导相互影响,使得电磁兼容问题成为系统设计和使用中必须面对的问题。
为保证设备正常工作,系统稳定可靠,电磁屏蔽设计必不可少。
电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播路径,从而消除干扰。
电磁屏蔽设计是车载系统电磁兼容设计的重要组成部分。
一.电磁屏蔽的概述电磁屏蔽主要是用来防止高频电磁场的影响,从而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐射传播。
基本原理是采用低电阻值的导体材料,利用电磁波在屏蔽体表面的反射、在导体内部的吸收及传输过程中的损耗而产生屏蔽作用。
在处理电磁干扰问题的各种手段中,电磁屏蔽是最基本和有效的。
其最大好处是不会影响电路的正常工作。
故不需要对电路做任何修改。
电磁屏蔽的目的就是抑制電磁噪声的传播,使处在电磁环境中的仪器在避免电磁干扰(EMI)的同时也不产生电磁干扰,通常采用导电性、导磁性较好的材料把所需屏蔽的区域与外部隔离开来。
屏蔽体的有效性是用屏蔽效能来度量的,屏蔽效能定义为:在电磁场中同一地点没有屏蔽存在时的电磁场强度与有屏蔽时的电磁场强度的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。
二、影响屏蔽效能的因素电磁波在穿过屏蔽体时会发生能量损耗,具体可分为:反射损耗和吸收损耗。
反射损耗:当电磁波入射到不同介质的分界面时,因反射现象引起的电磁能量衰减称为反射损耗。
电磁波穿过屏蔽体的反射损耗应为两个界面上反射损耗的总和。
多次反射修正因子:电磁波在屏蔽体界面进行多次反射后,会有一部分泄漏到空间中。
应该考虑进屏蔽效能的计算,这就是多次反射修正因子。
在电磁屏蔽设计时,应注意以下问题:1、材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高,但实际中的屏蔽材料不可能兼顾这两方面。
工程实际中屏蔽材料的选择,应根据电磁干扰特点来决定侧重于导电性还是导磁性。
2、频率较低时,反射损耗是主要的屏蔽机理,应侧重选用导电率较高的屏蔽材料。
电磁屏蔽原理

电磁屏蔽原理电磁屏蔽(Electromagneticshielding)作为一种重要的物理和工程技术,在当今世界具有重要的意义。
它具有极高的研究价值,也非常重要的应用实用价值。
本文深入研究电磁屏蔽原理,并介绍电磁屏蔽的具体应用。
1.磁屏蔽的概念电磁屏蔽是一种在科学中用于阻隔、消除、减少或绝缘一个物体对外界电磁波的影响的方法。
它通过相反的电磁波来抵消外部的电磁波,从而达到消除电磁干扰的效果。
它可以有效地阻止电磁波及其传输和分布,减少或者抑制外界电磁场的干扰,从而有效保护设备或系统遭到外部电磁干扰的影响。
2.磁屏蔽的原理电磁屏蔽的原理是通过一个覆盖物,它能够有效吸收入射的电磁波,以致于降低外部电磁波对内部设备的影响。
它的原理是:当电磁波碰到屏蔽介质时,通过磁力线的改变和电荷蓄积,形成一种反射电磁波,使其与原始电磁波抵消,从而形成电磁屏蔽效应。
3.磁屏蔽的具体应用电磁屏蔽可以应用于电子产品,电子系统或部件中,以避免外部电磁波的干扰。
它可以用于电子设备的绝缘层,以及电子操作台的绝缘层,以及高科技设备如测控仪器系统的敏感性部件的屏蔽层,以便阻止外部电磁波干扰。
此外,电磁屏蔽还可以用于汽车车辆、发电机组、电网设施等重要场所,以有效防止电磁干扰、保护电力系统和其他重要设备的正常工作。
4.结电磁屏蔽是一种具有重要实际意义的物理技术,它可以有效阻止电磁波及其传输和分布,减少或者抑制外界电磁场的干扰,从而有效保护设备或系统遭到外部电磁干扰的影响,以及用于汽车车辆、发电机组、电网设施等重要场所,保护电网的正常工作。
此外,还有些电磁屏蔽的发展前景,由此可见,当今社会技术的发展与电磁屏蔽紧密联系在一起,但我们还需要对其原理进行更为深入的研究,在实践应用中把握其作用并发挥最大效果,以满足社会技术发展的需求。
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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【2】。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。 3 电磁屏蔽材料的发展
根据Schelkunoff 电磁屏蔽理论,金属材料的电磁屏蔽效果为电磁波的反射损耗、电磁波的吸收损耗与电磁波在屏蔽材料内部多次反射过程中的损耗三者之和。银、铜、铝等是极好的电导体,相对电导率αr 大, 电磁屏蔽效果以反射损耗为主;而铁和铁镍合金等属于高磁导率材料,相对磁导率μr 大,电磁屏蔽衰减以吸收损耗为主【3】。一般情况下,材料的导电性越好,屏蔽效果越好;随着频率升高,电磁波穿透力增强,屏蔽效果下降。 3.1 国内外防电磁辐射纤维研究现状
3.1.1 国外防电磁辐射纤维 主要有金属纤维和金属镀层纤维。美国的Brunswick公司是最早生产金属纤维Brunswick的国家,它是由一种不锈钢经反复穿过模具精细拉伸制成的纤维【4】。日本住友、美国杜邦和3M公司等又先后开发出了铝系和铜系等更加柔软纤维,外观酷似棉花等天然纤维的金属纤维。金属纤维具有最高导电率、优良耐热性、耐化学腐蚀性,它的柔软性、纤度也能接近一般纤维。但由于它们是金属,其比重大,拉伸强度和摩擦性与有机纤维有很大的不同,尤其是纤维混纺、交织难以匀化,限制了它在纺织工业中的应用。 金属镀层纤维就是在纤维上沉积0.02--2.5µm的金属层,使纤维比电阻降至10-21--10-4Ω·cm表面金属化纤维【5】。Texmet是意大利Intitnto Donegalli公司开发的镀层纤维。它是以腈纶为非导电成分的主体聚合物,通过对纤维表面预处理后镀铜和镍双金属层。这种纤维的金属层和主体纤维之间的抱合力好,基本保持了腈纶的手感和柔软性,纺织加工性能也良好。日本住友公司在聚能纤维上镀铜、镍和铝三种金属合金,开发出了与单一金属层相比更好地保持了原纤维柔性和手感的防电磁辐射纤维。 涂覆金属盐的纤维,采用金属络合物处理聚合物纤维,可制成比电阻很小的纤维。具体数值取决于金属盐的种类。80年代初,日本还研制出了Cu9S5导电腈纶,方法是将腈纶亲浸渍二价铜溶液中,然后利用有机或无机含硫还原剂将其还原为一价铜离子,并与经轮上的--CN发生强烈络合,从而在纤维表面上生成Cu9S5的导电通道。日本三菱人造丝将此法推广到聚酯纤维。 3.1.2 国内防电磁辐射纤维 我国电磁辐射防护纤维和织物的研究和国外几乎一致。 军事医学科学院和任远基团经数年攻关,研制出多功能电磁波防护材料,具有电磁波防护和红外线保健双重功能。利用专门的技术将极细的金属丝纤维均匀混入棉纤维,织物具有较理想的防电磁波效果,同时采用特殊工艺加入某种能发射远红外线的材料,使织物能改善人体微循环增强抗病免疫能力【6】。产品穿着舒适,透气性好,吸湿性强,手感与棉布相近,适用于长期工作在电磁辐射环境中的人,能有效防护电磁辐射伤害和改善电磁辐射引起的各种症状。 我国红豆集团、利昂高科技公司已成功推出多离子织物产品,织物经精仿加工,柔软舒适,色泽均匀,除臭抗菌性强,耐洗、耐磨、耐气候,使用寿命长,电磁屏蔽衰减值达到99.4%。上海天华电磁波防护材料有限公司研制开发的HTCU特种纤维是金属正离子在纤维表层、中层和局部深层成膜的有机导电纤维,获国家专利,具有较强的电磁波屏蔽功能和优良的抗静电功能。 3.2 电磁屏蔽纤维的制法
3.2.1 电镀法
将普通纤维先经过退浆处理后用溶剂浸泡,再经化学粗化、敏化、活化处理后用化学电镀法使金属沉积在纤维表面。这种方法制得的纤维导电率高、强度高、耐磨、耐腐蚀性好,但手感较差,抱合困难,金属不易匀化,耐洗牢度不高。 3.2.2 涂层法
在普通纤维表面涂上金属或金属化合物,可采用粘合剂使金属粘附在纤维表面,也可将纤维直接软化后与金属粘和。这种方法的缺点是涂层易脱落,且不易分布均匀。 3.2.3 复合纺纱法
将镀金属纤维与普通纤维进行复合纺纱可制得具有电磁屏蔽功能的复合纤
维。日本钟纺公司在1998 年应用美国SAVQVOIT 公司生产的镀银尼龙丝(含银率30 %) 与其他短纤进行复合纺纱,其爱科斯安其制品可以阻断96 %以上的电磁波。适用于受电磁波辐射较强环境下工作的人和心脏起搏器使用者。 3.2.4 共混纺丝法 将具有电磁屏蔽功能的无机粒子或粉末与普通纤维切片共混后进行纺丝,可制备具有良好的导电性和铁电性的纤维,又使纤维不失去原有的强度、延伸性、耐洗性和耐磨性。共混法制得的材料具有成本低、寿命长、可靠性高等优点,但屏蔽性能不高,特别是高频时屏蔽性能会下降。而增加填料的用量将损失材料的机械性能。因而对于电磁屏蔽纤维的共混纺丝法的研究将致力于改善填料性能、优化填料排列方式,以达到屏蔽性能、机械性能、工艺性能的和谐统一。 3.3 复合材料
金属- 橡胶分散体系形成的导电涂料可用作高频屏蔽用包装材料、密封环等。金属- 纤维体系可用于电磁防护服以及特定场合的装饰材料,纤维原料可采用聚丙烯、聚酯和聚丙烯腈纤维等。而目前研究和应用最多的是基于塑料的电磁屏蔽材料,主要包括表面导电材料和导电复合材料两大类。 3.4 多频段电磁波防护纤维 以高聚物为基体,通过添加不同的无机粒子熔融纺丝制得皮芯复合多频段电磁波防护纤维【7】。并对纤维的可纺性、物理机械性能、形态结构、结晶与取向性能进行了分析,同时讨论了纤维的导电性能以及纤维对X射线的屏蔽性能,最后对纤维电磁波反射衰减率和透射衰减率进行了研究。 实验结果表明,随着无机粒子含量的增加,共混体系的流动性能和相容性变差,可纺性明显降低。随着温度的升高以及偶联剂量的增加,可纺性增加。随着无机粒子含量的增加,纤维的物理机械性能降低,结晶度增大,取向度提高。拉伸后纤维的取向度提高,机械强度升高,断裂伸长降低,结晶度与初生纤维相比明显降低,但拉伸后纤维的结晶度随拉伸倍数的增大变化不明显。随着金属粉体含量的增加,纤维的导电效果逐渐增加,当粉体的含量达到一定值后,导电效果随含量增加不明显。无机粒子的原子序数越大屏蔽X射线的效果越好;测试样品的厚度越厚屏蔽X射线效果越好。不同的填料对纤维电磁波的反射衰减率存在差别,磁性金属粉与铁氧体的效果较好;随着吸波剂含量的增加,反射衰减率变大;不同的高聚物基体会影响纤维对电磁波的反射衰减,PA6较PP效果好;皮芯复合纤维比单层纤维的反射衰减率高,且带宽更易展开;无纺布较松散纤维有较好的反射衰减率。 该研究的主要创新点:(一)以纤维的形式研制多频段电磁波防护材料;(二)采用皮芯复合纺丝方法研制电磁波防护纤维。 3.5 非织造布吸波材料的开发 以碳纤维和涤纶纤维为原料,采用非织造工艺制作加工而成的篷盖类柔性非织造布吸波材料【8】。其中碳纤维是主要的吸波纤维,起到了吸波功能,涤纶纤维则作为基体纤维保证了材料的力学性能。这种以蓬盖披挂为特点的吸波材料能广泛应用在军事隐身和民用防辐射领域,具有很好的实用价值和经济价值。 在研发过程中有两个重点。 一、采用非织造工艺制作碳纤维非织造布,即将碳纤维与涤纶纤维按照多种比例充分开松混合后,分别采用了两种不同的梳理机对混合纤维进行梳理,形成纤维薄网。之后运用平行和交叉两种铺网方式得到具有一定蓬松度和厚度的纤维网。这即是非织造吸波材料的雏形。最后再经过加固工序,使得材料具有一定的力学性能。加固方式采用非织造工艺机械加固中的针刺加固法,为了得到不同蓬松度的多种类型的材料加以比较,从大到小依次制定了三种针刺密度分别对纤维网进行加固处理,最后制成碳纤维非织造吸波材料。 二、考察了柔性非织造吸波材料的吸波性能,从材料本身的碳纤维含量、厚度、内部结构、孔隙率等几个方面分析了其对材料吸波性能的影响;之后再从多种非织造制作工艺因素的角度,如梳理方式、铺网方式、针刺密度等,论述了其对材料吸波性能的影响。通过各种测试试样在吸波性能方面优劣的比较,经过综合评判,最终选择出了最优的工艺组合。经过综合评判,当碳纤维含量在7%左右、厚度在smm、针刺密度为500刺/cmZ、定量为4009/m2时为最佳工艺参数组合。以最佳工艺参数制备得到的非织造吸波材料在2一18GHz的频率范围内,非织造吸波材料在8一18GHz的高频范围内,其反射率值均小于一sdB,其中最大衰减达到一21.94dB,最大频率宽度为6.SGHz,达到了很好的吸波效果,从而为纤维结构型柔性非织造吸波材料的研究领域奠定了坚实的基础。 创新点:(一)制备和研究质地柔软的结构型吸波材料。与普通刚性复合吸波板材相比,使用方式灵活,用途广泛,除了能单独使用之外,还可以作为内衬与其他材料通过多种形式配合使用;(二)原料采用短碳纤维和涤纶纤维按一定比例混合制成。其中碳纤维起到主要的吸波功能,涤纶纤维起到力学缠结和基体承载的功能。依据电磁学中的谐振腔模型理论分析了碳纤维含量、材料厚度、材料内部纤维排布方式和孔隙率等内在性质对材料吸波性能的影响;(三)采用非织造加工工艺进行加工制备。采用非织造干法成网中的梳理成网、机械加固中的针刺加固法,制备得到柔性非织造吸波材料。就制作工艺中的梳理方式、铺网方式、针刺密度等工艺因素对非织造吸波材料吸波性能的影响进行了测试和分析。 3.6 其他新型材料 纳米材料将成为新型的电磁屏蔽材料。纳米材料是介于分子和体相材料之间的中介项,纳米材料的特殊结构导致奇异的表面效应和体积效应,使其具有特殊的抗紫外线、抗老化、抗菌消臭以及良好的导电性和静电屏蔽效应。将具有这些特殊功能的纳米材料与纺织原料进行复合可以制备各种功能纤维。目前,国内已研制出抗紫外线纤维和远红外发射纤维。对于纳米材料的电磁屏蔽功能的应用还