1、 1 毕业设计文献综述 纺织工程 涤纶丝网化学镀 一、 前言部分 近年来，随着科学技术的突飞猛进，各种电器、电子设备极大普及，电子电气设备的使用越来越频繁和广泛，信息的交换也成级数式增长，所有这些不可避免地向环境辐射电磁能量。电磁辐射所产生的危害主要体现在电磁干扰、环境污染（ Electromagnetic interference，简称 EMI）和信息泄漏 3 个方面 1。针对这些危害，各国均加强了对电磁波防护的研究，一方面，屏蔽电磁辐射源，减少电磁辐射的时间；另一方面，研制有效的人体防护材料，进行个体防护。 化学镀概念 ： 化学镀是一种在无电流通过的情况下，金属离子在同一溶液中还原剂的作用
2、下通过可控制的氧化还原反应在具有催化表面 (催化剂一般为钯、银等贵金属离子 )的镀件上还原成金属，从而在镀件表面上获得金属沉积层的过程，也称自催化镀或无电镀 （ 2） 。 化学镀技术是一种优势明显的材料金属化手段 ,已经应用于材料的防腐、耐磨保护、装饰等领域。电磁屏蔽织物的制备中也引入了化学镀技术 ,由于其获得织物的电磁屏蔽性能优于金属喷镀织物 ,服用性能优于金属纤维混纺织物 ,因此化学镀法制备电磁屏蔽织物乃是国内外学者研究的热点。化学镀层电磁屏蔽的基本原理 是利用金属与空气的波阻抗不一致 ,起到对电磁波的反射作用 （ 3） 。 涤纶丝网化学镀是前人研究甚少的，涤纶丝网表面金属化处理后就变成很
3、好的电磁波屏蔽材料，它兼有金属的导电性和电磁屏蔽功能还能保持织物的柔软和透气等性能。它不但能抗微波的干扰，屏蔽微波，而且自身重量轻、柔韧性好、强度又高 （ 4） 。 二、主题部分 随着信息社会的来临，电磁能量每年以 7%-14%的速度增长，有专家预言 50年后电磁能量可增加 700倍，电磁污染已成为继“三废”和噪声之后的第五大公害。 电磁辐射以适当的方式和时间作用于人身体的某部位后，可以治疗多种 疾病。在电磁波中，特别是微波波段在临床应用中最为广泛，利用微波可以治疗肩周炎、慢性骨髓炎、冠心病等。地球是一个大的电磁场，人必须与地球磁场相兼容才能生存。从某种角度上说，电磁场是必不可少的。如果人生活
4、在一个没有电磁环境的空间里，必定会引起身体机能紊乱。适当利用电磁场，有利于人体健康。 化学镀金属织物是2 一种很好的电磁屏蔽材料，它兼有金属的导电、电磁屏蔽特性和织物的柔软、透气特性，在电子工业迅猛发展、人们环境意识日益增强的今天，越来越显示出其巨大的市场潜力，受到广泛关注（ 5） 。 而丝网类型的屏蔽材料也将会成为以后 人类所需的材料之一。因为其实网状结构，具有其他屏蔽所没有的优点， 它不但能抗微波的干扰，屏蔽微波，而且自身重量轻、柔韧性好、强度又高。因此在科技和电子技术快速发展的今天，一些普通的屏蔽材料在不管在生活、医学、生产还是军事方面，取而代之的则是涤纶丝网金属化材料 （ 6） 。 （
5、一） 实际屏蔽体的屏蔽效能 屏蔽是抑制辐射干扰的有效办法 。 屏蔽措施经常要与接地共同使用才能发挥作用 。 电路应放在屏蔽盒内 ， 所有进出屏蔽盒的连接线都应该经过滤波或屏蔽 。 实际屏蔽体的屏蔽效能是由构成屏蔽体的材料和屏蔽体的结构决定 ,通过实践得知 ： 屏蔽材料 的导电性越高越好 ； 屏蔽材料的导磁性越高越好 ； 屏蔽材料越厚越好 ； 屏蔽体上导电不连续点越少屏蔽效能越高 （ 7） 。 （二） 铜网与钢网屏蔽效能比较 1)金属网的屏蔽效能取决于传输损耗、反射损耗及各修正项的综合 ,屏效大小与金属网的材料、目数、丝径、孔径及电磁波的频率有关 ; 2)钢网和铜网屏蔽效能均随着频率的升高而降低
6、 ,随着频率的升高 ,这两种网屏蔽效能之间的差别越来越小 ; 3)在相同目数、丝径、孔径的情况下 ,铜网的屏蔽效果略好于钢网 ; 4)对于同一种材料 ,屏蔽效能随目数的增多而升高 ; 5)当电磁波频率高于 1MHz以后 ,屏 蔽效能开始下降 ,高于 100MHz以后 ,下降趋势更为明显 ,因此金属网不适用于数百兆赫以上的高频情况。铜网由于柔软性好、使用灵活 ,常用于设备间互 连电缆的屏蔽。常用的铜网有黄铜网、紫铜网和磷铜网 3种 ,综合考虑工艺性、导电率和电缆的加工特性 ,宜选择磷铜网 （ 8） 。 （三） 孔缝对电磁屏蔽效能的影响 (1) 屏蔽体的屏蔽效能与频率有关 。 当频率在 200 k
7、Hz100 MHz之间时 ， 屏蔽效果很差 ， 屏蔽效能振幅很大 。 而当频率大于 100 MHz时 ， 由于谐振屏蔽体的屏蔽效能不易确定 ， 在产生谐振的频率点附近 ， 屏蔽能力较 弱 ； (2) 开孔面积相同的情况下 ， 开正方形孔的机箱的屏蔽效果比开长方形孔和圆形孔的要好 。同时比较 17 mm 17 mm和 10 mm 30 mm的两种情况可以看到 ， 前者的屏蔽效果明显优于后者 ， 故3 可知 ， 在开孔的短边与电磁脉冲的极化方向平行的情况下 ， 长方形孔的长短边比值越大 ， 机箱的屏蔽效果越差 。 开圆形孔与开正方形孔时机箱的屏蔽效果在高于 800 MHz时没有明显差别 ， 因此
8、， 可根据具体情况选择需要的开孔形状 ； (3) 时域有限差分法直接从 Maxwell 方程出发 ， 在时域中模拟电磁被的传播及其与物体作用 的物理过程 ， 既简单又直观 ， 可以直接给出非常丰富的电磁场问题的时域信息 ， 之后 ， 只需在宽频谱的脉冲激励下进行一次计算 ， 再对时域信息进行 Fuorier变换即可获得宽频带的信息（ 9） 。 （四） 含不锈钢纤维抗电磁辐射织物性能 根据含不锈钢纤维织物的电磁屏蔽原理 ,研究分析织物中不锈钢纤维的含量和分布方式、不锈钢纤维的纱线结构以及织物的紧度等因素对织物电磁屏蔽效果的影响。结果表明 :织物中不锈钢纤维含量越高 ,织物的屏蔽效能越强 ;在不锈
9、钢纤维含量相当的情况下 ,使用不锈钢纤维包芯纱的织物电磁屏蔽效能优于使用不锈钢纤 维混纺纱的织物 ;织物经纬向都含不锈钢纤维的屏蔽效果优于单方向含不锈钢纤维的织物 ;在不锈钢纤维含量相同的情况下 ,织物紧度越大 ,电磁屏蔽效果越好 （ 10） 。 （五） 增重率对化学镀铜 -涤纶织物电磁屏蔽性能的影响 采用化学键技术，实现了涤纶织物表面铜 -镍双层镀。借助 SEM、 EDX、和 TG分析了镀层表面的形貌、成分以及热性能，并测试了化学镀涤纶织物的电磁波屏蔽、表面比电阻和拉伸性能。结果表明，涤纶织物化学镀铜 -镍后分解温度有所下降。随着化学镀涤纶织物增重率的增加，电磁波屏蔽效能开始时增加较快，后又
10、趋于平缓；当增重率达到 一定值时，屏蔽性能主要受金属镀层成分的影响。表面比电阻随着增重率的增加而减小。化学镀涤纶织物的拉伸曲线同时具有金属和纤维的拉伸特性，主要受金属镀层厚度的影响 （ 11） 。 三、发展动向与趋势 普通纺织面料经过表面金属化处理，不但具有特殊的光泽，而且具有抗热热辐射、到带你和抗菌等多种特殊功能。采用化学镀技术就能够实现材料表面金属化，其突出优点是耐腐蚀、耐磨、镀层致密度高和均匀性佳，因此在航空航天、机械制造各个领域广泛使用。而随着电磁波污染的家具、开发用于人体防护的电磁波面料势在必行，目前屏蔽织物的使用仅限于一些特 殊行业。研究表明，织物表面经化学镀处理后，其导电和电磁波
11、屏蔽性能得到极大的提高 （ 12-13）。 。 现阶段已经有很多在涤纶织物上进行化学镀的研究，但在涤纶丝网上将进行化学镀的研究较少。而在涤纶丝网上尽心化学镀，其相对是其他织物化学镀的优点是：重量轻、柔韧性好、强4 度又高，透气性也比一般的织物的透气性好、上镀率高。因此涤纶丝网化学镀产品也是将来市场和社会大量需求的材料。 众所周知 ,一些电器、电子设备工作时所产生的电磁波容易对周围的其他电器、电子设备形成电磁干扰 ,引发故障或者影响信号的传输。另外 ,过度的电磁干扰 会形成电磁污染 ,危害人们的身体健康。随着人类对自身健康的越来越重视 ,设计、生产各种防电磁辐射织物变得越来越必要。 因此 ,分析
12、影响织物屏蔽电磁辐射效能的因素 ,已成为新型纺织品开发的热点领域之一 在以后电子科技发展迅猛的生活中，屏蔽材料是 不管在生活、医学、生产还是军事方面 不可缺少的。而涤纶丝网化学镀材料的研究和生产也将会受到更高的重视 （ 14-15） 。 四、参考文献 (1) 袁岩兴 .低频磁屏蔽材料的制备与研究 D. 北京：北京工业大学， 2005:1 21. (2) 苑国良 .电磁污染及防护措施 J.河北工程技术学 院 ， 保定 071000 (3)杜宁，罗欣，汪晓东 .化学镀法制备电磁屏蔽聚酯织物的研究 J.北京化工大学学报， 2007，Vol.34-No.3， 275-278 (4)詹建朝 ,张辉 ,沈
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