1、 本科 毕业 设计 (论文 ) （二零 届） 涤纶丝网化学镀 所在学院 专业班级 纺织工程 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 摘要 ： 将织物进行化学镀，它能用于抗微波的干扰、屏蔽微波，且自身重量轻，柔韧性好，强度又高，故克用作微波的屏蔽材料、防雷达侦察的伪装网、 海上搜救用的雷达探测物等 （ 1） 本课题采用化学镀技术对不同网目的涤纶丝网进行镀银和镀镍，研究了不同网目的涤纶丝网对其电磁波屏蔽屏蔽性能、拉伸强度、和导电性的影响和腐蚀性。研究结果表明网目越多屏蔽性能越好，拉伸强度越强，导电性越好 。 关键词： 涤纶丝网；化学镀；电磁波屏蔽性能；拉伸强度；腐蚀性 II Polyes
2、ter yarn nets Electroless plating Abstract: Electroless plating of fabric , It can be used for microwave resistance interference and shielding microwave , and their light weight, it has good flexibility, strength and high,so it could be used for microwave shielding materials ,lightning protection of
3、 reconnaissance camouflage nets and the maritime search and rescue use radar detecting objects. Using electroless plating technology for the nets to different mesh terylene silver and nickel plating , Study of the different to its mesh electromagnetic shielding terylene nets shield performance, tens
4、ile strength and conductivity influence . The results of the study show that, the mesh of the better the more shield performance basic, tensile strength is stronger , conductivity, the better. Keywords: Polyester yarn nets; Electroless plating ; Electromagnetic shielding performance; Tensile strengt
5、h ; corrosive ; ; III 目 录 第一章 绪 论 . 1 1.1 选题的背景 . 1 1.2 研究现状 . 2 1.3 选题的意义 . 3 1.3.1 研究的基本内容和拟解决的主要问题 . 4 1.3.2 研究方法及措施 . 4 第二章 实验方案 设计 . 5 2.1 实验、试剂和工艺流程及配方仪器 . 5 2.2 性能测试方法 . 5 2.2.1 电磁波电磁屏蔽性 . 5 2.2.2 导电性 . 5 2.2.3 拉伸强度 . 5 2.2.4 耐腐蚀性 . 5 第三章 实验结果与分析 . 6 3.1 电磁屏蔽行分析 . 6 3.2 导电性能分析 . 7 3.3 拉伸强度分析
6、. 8 3.4 耐腐蚀性分析 . 9 3.5 结论 . 10 第四章 总结与展望 . 11 参考文献 . 12 致 谢 . 错误 !未定义书签。 1 第一章 绪 论 1.1 选题的背景 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。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
7、效的人体防护材料，进行个体防护。 “微波 ”是波长范围为 0.001m1m的电磁波， 由于具有频率高、频带宽、波长短、束定性和分辨能力高等特性而在现代通讯、科学技术等方面得到了广泛应用。然而，微波在为人类造福的同时也带来了相当程度的危害，因此，防止电磁辐射的危害正成为人们及其关注的课题。将金属丝和其他纤维在经纬向按一定的比例相互间隔排列呈网状结构的织物。他能用于抗微波的干扰、屏蔽微波，且自身重量轻，柔韧性好，强度又高，故克用作微波的屏蔽材料、防雷达侦察的伪装网、海上搜救用的雷达探测物等 1。 除了上述所提到的“合金纤维混纺”所得到的网状屏蔽织物外，目前国内、外采用的防电磁辐射织物还有多离子织物
8、和金属化织物，工作原理都是通过基料表面所形成的良好导电性能，使其具有抗电磁波的功能。通过对电磁波的反射和吸收而形成屏蔽作 用： (1)多离子织物：采用多种金属离子涂敷粘附在普通织物上，形成一定的电磁屏蔽功能的织物能保持原普通织物的性能、颜色和手感。 特点：柔软、透气、服饰感强、服饰使用范围宽。 适用范围：可以制成 T恤、内衣、床单、蚊帐等。 (2)金属化织物：采用化学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属层，形成电磁屏蔽织物。 特点：镀膜薄、附着力强、柔软、透气性好、使用频率宽、屏蔽效能高。其中，金属化织物是目前国内外最新一代技术产品，比前两种织物更具有以下显著特点：工作频率宽、屏
9、蔽效能高、使用领域广 2。 电磁屏 蔽织物的制备中引入了化学镀技术 ,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仍是国内外学者研究的热点3。 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化学镀 材料。 2 1.2 研究现状 用于丝网印花的丝网源于蚕丝织 造的绢网，是由上海绢网厂生产的，在上世纪 5
10、0年代恐怕是仅此一家，后来丝网的使用领域扩大，在丝绸制造业中有所增加，但数量不大，由于绢丝网坚固度较低，成本又高，逐渐被尼龙丝网取代。尼龙丝网的优点较多，但也存在一个易变形的缺点，继而由涤纶丝网弥补了它。而涤纶丝网不仅在丝网印花方面有着很好的利用，而且在其他各个领域也受到了很大的关注。如在织物金属化的应用这个领域 4。 金属化织物中最典型的产品是由金属纤维或纱线织成的织物 , 这种产品确切地应称谓金属网 , 主要是由铜、镍、铝、不锈钢或其他合金 , 甚至金或银纤维组成。 用于防昆虫、特殊滤层、传送网、防射频和电磁波 , 以及导电织物等。如用铅纤维织成织物 , 可作为隔音及防 X射线的围裙等。由
11、不锈钢等金属纤维与其他纤维混纺织成的织物 , 则具有良好的导电性和屏蔽性 , 用于高净室空气过滤材料和计算机的遮盖材料等。复合结构织物则如铝箔与无纺布、金属薄膜与织物。近年来 , 为适应高科技发展的需要 , 织物金属化技术也有了长足的进步 , 开发形成了两种新的工艺技术 , 一是化学镀 (又称湿法 ) , 即织物在水溶液中通过化学反应 , 使金属还原成原子或分子沉积在纤维或纱线表面 ; 二是由涂层、真空镀膜和溅 镀组成的干法 , 直接在织物表面形成金 属化结构，从而使其具有屏蔽和一些特殊的功能 5。 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
12、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 6。 中国科学院研究生院 的 王永利 和 北京航天自动控制研究所的 张洁两位老师在 电缆屏蔽金属网屏蔽效能的工程计算 研究中得出有关金属网的屏蔽特性如下： （ 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 ,
13、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 7。迄今为止，化学镀的研究焦点已由当初的化学镀镍辐射到了多种金属与合金 的镀覆工艺及原理的研究，如化学
14、镀 Cu、 Co、 Pa、 Au、 Fe-W-B等 8-10。 此外， 西安电子科技大学电子工程学院的 刘韬 ， 章蕾 ， 曹丽萍 ， 陈晨等老师 共同研究了孔3 缝对电磁屏蔽效能的影响进行了研究得出以下结论： (1) 屏蔽体的屏蔽效能与频率有关 。 当频率在 200kHz100MHz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
15、 mm的两种情况可以看到 ， 前者的屏蔽效果明显优于后者 ， 故可知 ， 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 ， 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 11。 而对涤纶织物进
16、行化学镀成为工业关注的焦点 12，涤纶织物、化学镀镍、镀铜和镀镍 - 铜织物涤纶织物经过化学镀之后织物中仍保留着大量的空隙。在高频波段 ,化学镀织物的吸声系数 略大于涤纶织物 ,说明纤维表面的金属膜增强对声波的反射作用 13。目前 ,织物合金镀仅限于铜镍合金 ,因为织物化学镀铜、镍镀液配方具备相似的组成成分。合金化学镀织物无论是在导电还是在电磁波屏蔽方面都优于单层化学镀织物。在电磁屏蔽性能方面 ,合金镀织物与单层化学镀织物表现出相同特征 ,即随着增重率的增加 ,化学镀织物的电磁波屏蔽效能开始时增加较快 ,后又趋于平缓。当增重率基本接近时 ,电磁波屏蔽效能主要受金属镀层成分和镀层致密的影响 14
17、。 人们对涤纶、纯棉或涤棉混纺织物进行化学镀镍的研究比较多，也取得了可喜的成果。但是对涤纶丝网进行化学镀的研究尚是空白，我们本着发展创新的态度展开了对涤纶丝网化学镀的研究，希望能在我们的努力下填补这一空白。涤纶丝网金属化织物在原来透气，柔软，轻逸的基础上增添了电磁屏蔽这一功能，它将成为新的电磁屏蔽面料而广泛用于服装、家装和产业上。 1.3 选题的意义 电磁辐射会损害人体健康 ,也会造成电子设备运行紊乱甚至信息泄露。为防止电磁辐射的干扰与泄露 ,采用电磁屏蔽材料进行屏蔽是主要的防范手段之一，而化学镀 制备电磁屏蔽 织物又是当今国内外学者研究的热点。 涤纶丝网金属化不但具有普通织物金属化的特性，
18、金属化 织物屏蔽电磁波，其作用是将电磁波过滤、吸附或反射使之减弱此外，金属化织物还具有其它功能，如抗静电、紫外线屏蔽和抗菌防臭等 ，而且因其实网状 它能用于抗微波的干扰、屏蔽微波，且自身重量轻、柔韧性好、强度又高，故可用作微波的屏蔽材料、防雷达侦察的伪装网、海上搜救用的雷达探测 。 本课题的研究是在总结前人研究成果的基础上，做的一次尝试和创新，开发出具有优良的电4 磁波屏蔽和防水透气性能的涤纶丝网化学镀涤纶织物，为电磁波屏蔽织物在生产和应用提供更多的参考数据。具有一定的社会价值和经济价值。 1.3.1 研究的基本内容和拟解 决的主要问题 （ 1）研究涤纶丝网的网孔目数对化学镀后对其屏蔽效果的影
19、响 （ 2）研究涤纶丝网的网孔目数对其导电性的影响； （ 3）测试涤纶丝网的拉伸强力和耐腐蚀性； （ 4）镀层与织物的结合牢度呈上升趋势 ,有利于形成连续致密的电磁屏蔽镀层。 1.3.2 研究方法及措施 （ 1）用不同网孔目数的涤纶丝网化学镀织物进行屏蔽效果测试，然后对比； （ 2）分析几种常见的粗化方法，确定一个最佳粗化方法； （ 3）分析化学镀工艺条件对镀层质量的影响，得出最佳施镀工艺条件。 （ 4）从上述问题的解决方案得出一个较好的网孔目数选择。 5 第二章 实验方案设计 2.1 实验、试剂和工艺流程及配方仪器 式样为涤纶丝网，尺寸为 25cm 30cm;测试仪器为 KB-2-FC防辐射
20、面料效果测试仪、 LLY-06B 电子单纤维强力仪、 vc9806+万用表。硫酸镍和硝酸银等所有试剂为化学纯。 工艺流程 【 15】 ：涤纶丝网水洗表面粗化水洗活化还原水洗化学镀银（镍）水洗干燥。 2.2 性能测试方法 2.2.1 电磁波电磁屏蔽性 用 KB-2-FC防辐射面料效果测试仪分别测量涤纶丝网式样分为 120目数、 250目数和 300目数每块式样，测试 6次取平均值。 2.2.2 导电性 用 vc9806+万用表测试，取 5cm为极距读取其电阻值。 2.2.3 拉伸强度 用 LLY-06B 电子单纤维强力仪分别测试 5cm 30cm式样，拉伸速度 30 tmn min，预加张力 2
21、 N，速度 100mm/min。 读取拉伸强力值。 2.2.4 耐腐蚀性 分别将不同网目的 5cm 30cm式样浸泡在 NaOH(pH=13 14， 24h)溶液和 HCL溶液 (pH=0 1,24h)中，烘干，再测试其拉伸强度值，与化学镀后的拉伸强度值作对比，取差值。 6 第 三章 实验结果与分析 3.1 电磁屏蔽行分析 电磁波屏蔽性能主要取决于屏蔽体对电磁波的吸收和反射能力 16。研究表明，反射效能不仅和材料表面阻抗有关而且还受辐射源类型、屏蔽体与辐射源的距离影响；而吸收效能除与屏蔽材料电导率和磁导率有关外，还受镀层厚度的影响 17。本实验测试了 120目、 250目和 300目的 3种不同网目增重率基本相同的式样，每个式样测试 6次，每次测试不同部位，并取得平均值其性能和数据如图 3-1所示。 银99.66399.75399.82799.5599.699.6599.799.7599.899.851 2 0 目A 2 5 0 目B 3 0 0 目C屏蔽效率（%）银图 3-1 镀银电磁屏蔽分析表 99.65399.7299.80699.5599.699.6599.799.7599.899.851 2 0 目A 2 2 5 0 目A 2 3 0 0 目A 2屏蔽效率（%）图 3-2 镀镍电磁屏蔽分析表
