技術分析:談談日益重要的抗電磁輻射紡織產品屏蔽效能(上)
電磁輻射已經成為繼水、大氣、噪聲之后的第四大環境污染源。大量研究表明,電磁輻射對地球生物和人類的危害和影響已經遠遠超過了人們以往對它的認識。早期的防電磁輻射或抗電磁干擾研究和產品開發主要集中在軍事、國防或工業領域。隨著個人電腦、計算機網絡通訊、移動電話、視聽設備、微波爐等電子技術和產品的日益普及,電磁輻射對人們健康和生命安全的影響日益顯現,開發和使用具有抗電磁輻射功能的紡織產品則是最簡便和有效的手段之一。
三種開發途徑
抗電磁輻射紡織產品的開發模擬了常規電磁屏蔽材料的工作原理,即以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個區域向另一個區域感應和輻射傳播,而這種隔離是通過電磁屏蔽材料對入射電磁輻射的反射或吸收實現的。抗電磁輻射紡織產品的開發主要有三種途徑:一是采用金屬或導電纖維與其他纖維混紡或交織的辦法,達到抗電磁輻射的目的。目前大部分抗電磁輻射紡織產品是以這種方式制備的,其作用機理以反射為主,具有一定的抗電磁輻射效果。二是采用含導電材料(某些金屬及其鹽類和碳黑等)的涂層劑對織物進行涂層加工制得的。此類抗電磁輻射紡織材料具有一定的功效,且加工簡便,但織物的服用性能較差。三是通過對織物進行鍍層加工,如利用金屬濺射、真空金屬鍍膜、電鍍或化學鍍的技術,使織物表面形成一層導電膜,從而具有很好的抗電磁輻射功能,但其成本較高,耐久性差。
評價測試方法
到目前為止,國內外尚無統一的針對抗電磁輻射紡織產品的功能評價測試方法和標準,市場上大量的抗電磁輻射紡織產品基本上都在沿用一些常規電磁屏蔽材料的性能測試方法。通常,抗電磁輻射產品可以用反射率R、透過率T、吸收率A和屏蔽效能SE來評價其抗電磁輻射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。SE的定義為:空間某點上未加屏蔽時的電場強度E0(或磁場強度H0或功率W0)與加屏蔽之后該點的電場強度E1(或磁場強度 H1或功率W1)的比值的對數。
SE(dB)=20 lg[E0/E1>=20 lg[H0/H1>=10 lg[W0/W1>
SE越高,表明材料的屏蔽效能越好。研究表明,在低頻時,材料的屏蔽效能主要取決于反射。由于電磁波的反射與材料表面的阻抗有關,因此,材料的導電性能越好,反射就越強,屏蔽效能就越高。而在高頻時,屏蔽效能主要取決于電磁波在材料內部傳播時的吸收損耗。這種吸收損耗與材料的厚度、電導率和磁導率有關。
電磁輻射是由不同波長和頻率的多種類型的電磁波形成的,其頻段范圍可從3Hz到3×1012Hz不等。由于抗電磁輻射材料對不同頻段的電磁輻射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗電磁輻射性能的測試方法也各不相同,必須根據抗電磁輻射材料的性質和實際用途加以選擇。
三種開發途徑
抗電磁輻射紡織產品的開發模擬了常規電磁屏蔽材料的工作原理,即以金屬隔離的原理來控制電磁干擾由一個區域向另一個區域感應和輻射傳播,而這種隔離是通過電磁屏蔽材料對入射電磁輻射的反射或吸收實現的。抗電磁輻射紡織產品的開發主要有三種途徑:一是采用金屬或導電纖維與其他纖維混紡或交織的辦法,達到抗電磁輻射的目的。目前大部分抗電磁輻射紡織產品是以這種方式制備的,其作用機理以反射為主,具有一定的抗電磁輻射效果。二是采用含導電材料(某些金屬及其鹽類和碳黑等)的涂層劑對織物進行涂層加工制得的。此類抗電磁輻射紡織材料具有一定的功效,且加工簡便,但織物的服用性能較差。三是通過對織物進行鍍層加工,如利用金屬濺射、真空金屬鍍膜、電鍍或化學鍍的技術,使織物表面形成一層導電膜,從而具有很好的抗電磁輻射功能,但其成本較高,耐久性差。
評價測試方法
到目前為止,國內外尚無統一的針對抗電磁輻射紡織產品的功能評價測試方法和標準,市場上大量的抗電磁輻射紡織產品基本上都在沿用一些常規電磁屏蔽材料的性能測試方法。通常,抗電磁輻射產品可以用反射率R、透過率T、吸收率A和屏蔽效能SE來評價其抗電磁輻射的效果,其中采用最普遍的是屏蔽效能SE。SE的定義為:空間某點上未加屏蔽時的電場強度E0(或磁場強度H0或功率W0)與加屏蔽之后該點的電場強度E1(或磁場強度 H1或功率W1)的比值的對數。
SE(dB)=20 lg[E0/E1>=20 lg[H0/H1>=10 lg[W0/W1>
SE越高,表明材料的屏蔽效能越好。研究表明,在低頻時,材料的屏蔽效能主要取決于反射。由于電磁波的反射與材料表面的阻抗有關,因此,材料的導電性能越好,反射就越強,屏蔽效能就越高。而在高頻時,屏蔽效能主要取決于電磁波在材料內部傳播時的吸收損耗。這種吸收損耗與材料的厚度、電導率和磁導率有關。
電磁輻射是由不同波長和頻率的多種類型的電磁波形成的,其頻段范圍可從3Hz到3×1012Hz不等。由于抗電磁輻射材料對不同頻段的電磁輻射的反射和吸附能力各有不同,因此目前被采用的抗電磁輻射性能的測試方法也各不相同,必須根據抗電磁輻射材料的性質和實際用途加以選擇。
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