织物屏蔽效能的法兰同轴法和屏蔽室法测试对比研究

为研究不锈钢织物的屏蔽效能,采用法兰同轴法（30 MHz～1.5 GHz）和屏蔽室法（1～18 GHz、18～26.5 GHz）,对样品的屏蔽效能进行了对比测试研究。结果表明,2种不同测试方法和条件下,电磁波的电场分量和磁场分量在样品平面分布显著不同,屏蔽室法可以清晰反映出各向异性织物的电磁屏蔽效能的方向性,而法兰同轴法则不能。法兰同轴测试时,对应的电磁波长较长,导致同样尺寸的金属纱线排列间距和缝隙孔洞对屏蔽效能的影响不如屏蔽室法明显。只有经、纬向具有同样的金属纱线排列间距、电性能宏观各向同性的电磁屏蔽织物,在两种测试方法下才遵循同样的规律性,且也是经济、有效的应对未知方向电磁波的最佳结构形式。     

机织物有效结构模型的电磁屏蔽效能影响因素

基于对含金属纱线机织物的结构分析,提出该类织物的有效电磁屏蔽结构由金属纤维纱线构成;采用裸铜丝制备模拟织物中金属纱线排列的有效结构模型样品,改变其排列方式、排列间距、交叉处及四周连通情况等的模型样品,用屏蔽室法获得1~18 GHz范围内的屏蔽效能。结果表明:金属纱线排列间距是影响屏蔽效能的关键因素;金属纱线单向排列和双向排列样品的屏蔽效能一样,但是单向排列样品具有显著方向性;双向网格排列样品的网格尺寸影响其屏蔽效能。实验条件下金属纤维纱线交叉点处的连通情况对屏蔽效能影响不大,但尚需要进一步研究。     

电磁屏蔽织物的导电网格结构及其屏蔽效能的一般影响规律研究

分析了电磁屏蔽织物的纱线和织物的细微结构,提取了由具有加捻结构的金属纤维纱线构成的有效屏蔽网格结构,提出了对应的等效电路及通用影响参数。在1~18 GHz内,采用屏蔽室法,对裸铜丝、金属纤维纱线及织物样品的屏蔽效能进行了研究。结果表明:网格结构很好地反映了该类织物的有效屏蔽结构;金属纱线的周期间距是屏蔽效能的关键影响因素;金属纤维单向排列织物的屏蔽效能具有显著方向性;金属纤维纱线在交叉点处的导通概率对屏蔽效能的影响难以判断,尚需要进一步研究。研究结果对于电磁屏蔽织物具有普适性,为屏蔽效能定量数值计算提取了有效参数。     

镀银纱线排列方式对电磁屏蔽效能的影响

为研究镀银纱线排列方式及间距对局部金属化织物电磁屏蔽效能的影响,设计了水平单向、竖直单向和垂直交叉三种排列方式,1~5 mm的9种纱线间距,测试其在50~2 550 MHz电磁频率范围内的电磁屏蔽效能。研究表明:镀银纱线排列方式对电磁屏蔽效能有很大的影响,镀银纱线垂直交叉排列形成的金属化网格使局部金属化织物的屏蔽效能大于单向排列,在1 000 MHz以内,相同间距情况下,约是后者的1.6倍;镀银纱线垂直交叉排列时,在50~2 550 MHz内,电磁屏蔽效能随着镀银纱线间距的减小而增强,但当单向平行排列时,这种规律出现的区间较窄,为50~1 000 MHz;镀银纱线单向平行排列时,电磁屏蔽效能因材料磁阻变化、"缝隙辐射效应"等原因更易受到电磁波频率变化的影响,电磁屏蔽效能稳定性较差。     

不锈钢电磁屏蔽织物的屏蔽效能

研究纱线结构和双层织物的排列方式对织物屏蔽效能的影响。采用新型sirospun、sirofil-spun和全聚纺,分别纺制相同线密度的涤纶/不锈钢长丝包芯纱、涤纶/不锈钢长丝包缠纱,以及T/S 80/20混纺纱,并采用上述纱线织制了3种单层平纹机织物,采用法兰同轴法对单层织物、同种纱线双层织物、不同纱线双层织物及不同排列角度双层织物的屏蔽性能测试,结合电磁屏蔽理论对实验结果进行分析。结果表明:所纺纱线密度相同时,包缠纱毛羽最少且强力最高,混纺纱的毛羽最多强力最低;经纬纱均采用包芯纱织制织物时,其屏蔽效能最好;双层织物成45°交叉排列屏蔽效能有所提高。     

含不锈钢纤维机织物电磁屏蔽效能的影响因素

通过模拟纱线在织物中的排列方式建立了单向平行排列和双向垂直交叉排列的织物模型,采用纺织材料电磁辐射测试仪对其进行电磁屏蔽效能测试,经数据分析表明,纱线单双向排列、不锈钢纤维含量以及纱线密度对织物电磁屏蔽效能均有显著影响。对实际设计开发的织物进一步分析,发现织物空隙的形状对电磁屏蔽效能也有一定的影响。     

镀银长丝嵌织方式对织物屏蔽效能的影响

研究织物中镀银长丝嵌织方式对其屏蔽效能的影响。将镀银长丝缠绕在自制的纱线架上,通过模拟镀银长丝在织物中的不同排列方式,构建了镀银长丝仿真织物模型,进行了镀银长丝不同嵌织间距、不同排列方式以及不同辐射频率下几种镀银长丝织物的仿真模拟试验。采用平面材料电磁波屏蔽效能标准测试方法对仿真模型的屏蔽效能进行了测试。结果表明:不同的镀银长丝排列方式、镀银长丝嵌织间距及网络格对角线长度对织物的屏蔽效能都有影响。方差分析可证实:以上三种因素对织物的屏蔽效能均有显著性影响。     

涤纶/不锈钢纤维混纺电磁屏蔽织物的设计与性能分析

为了开发具有电磁屏蔽功能的民用纺织品,利用涤纶/不锈钢纤维混纺纱线织造不同规格的电磁屏蔽织物。测试分析了涤纶/不锈钢纤维混纺织物组织结构、混纺纱线嵌织网格大小、嵌织密度对电磁屏蔽效能的影响。结果表明:织物组织结构会影响涤纶/不锈钢纤维混纺织物电磁屏蔽性能;涤纶/不锈钢纤维混纺纱线嵌织形成的网格面积越小,织物电磁屏蔽效能越好;织物的电磁屏蔽效能随不锈钢纱线嵌织密度的增大而增大;涤纶/不锈钢纤维混纺织物电磁屏蔽效能具有方向性,当涤纶/不锈钢纤维混纺纱线排列方向与电磁波中磁场振动方向垂直时,屏蔽效能最大。     

双层及多层电磁屏蔽织物的屏蔽效能

为研究多层电磁屏蔽织物屏蔽效能情况,通过改变叠层角度、间距、叠层方式、层数,构建正交导电网格结构和单方向金属纱线平行结构的双层及多层电磁屏蔽织物,采用法兰同轴法测试其0.3~1.5 GHz内的屏蔽效能。结果表明,经纬向具有同样金属纱线间距时,织物屏蔽层厚度小于趋肤深度则双层织物的屏蔽效能明显高于单层织物,超过趋肤深度后增加不显著;3层及以上织物的屏蔽效能增加不明显;随层间距离增加,屏蔽效能呈增加趋势。仅纬向含金属纱线的双层织物,随双层织物中纬纱交叉角度的增加,逐渐形成金属纱线正交网格结构,屏蔽效能增大;双层织物中纬纱对齐叠放时,层间距离增加则屏蔽效能增大,纬纱垂直叠放时,层间距离增加则屏蔽效能降低。     

防电磁辐射织物的屏蔽效能测试与研究

介绍了织物防电磁辐射性能测试指标及测试方法,并应用ASTM D4935平面材料电磁波屏蔽效能标准测试方法对防电磁辐射织物进行了测试.通过对实验数据的方差分析与研究,得出防电磁辐射织物的不同处理方法、不锈钢纤维含量、不锈钢纱线嵌织间距对织物屏蔽效能有显著影响.     

不锈钢纤维/棉复合纱的开发及其性能

为更好地开发和利用功能性纱线和面料,以不锈钢短纤维、不锈钢长丝以及棉纤维为原料,采用一种长丝/短纤维复合结构纱线的纺纱工艺开发出不同金属纤维含量的新型复合结构纱线。对复合结构纱线的结构,毛羽,拉伸性能以及导电性能进行测试分析。同时测试了利用该种复合结构纱线开发出的电磁屏蔽面料的屏蔽性能。实验结果表明：利用此种复合结构纱线制作方法所开发出的纱线具有较优异的毛羽性能、力学性能和导电性能,并且不锈钢纤维含量对纱线性能有着较大的影响。利用该种复合结构纱线开发出的面料屏蔽率达到90%-99.9%,可用于日常生活用电磁防护装材料。     

不锈钢纤维/磁性涤纶纤维织物电磁屏蔽性能研究

采用磁性纤维混纺纱、不锈钢纤维混纺纱,设计了4种织物,对其电磁屏蔽性能进行了测试和分析。结果表明:组合使用两种纱线的织物其电磁屏蔽性能相比单一使用这两种纱线的织物电磁屏蔽性能好,并以磁性纤维混纺纱和不锈钢纤维混纺纱按1∶1米通方式设计织造的织物屏蔽性能最佳。     

Electromagnetic shielding effectiveness of carbon/stainless steel/polypropylene hybrid yarn-based knitted fabrics and their composites

In this study, a range of conductive hybrid knitted fabrics and their composites have been investigated for shielding effectiveness in the frequency ranges of 50 MHz to 1.5 GHz (low frequency) and 4 to 8 GHz (C-Band). Carbon and stainless steel (SS) filaments were combined in Dref-3 spinning machine and different hybrid yarns were prepared. The plain- and rib-knitted fabrics were made in V-bed flat knitting machine from the prepared hybrid yarns. The composite laminate was prepared by sandwiching a ply of fabric between the polypropylene films in compression moulding machine at 180 °C for 5 min under a consolidation pressure of 12 bar. All the fabrics and composites were tested for shielding effectiveness (SE) in coaxial transmission line and C-band waveguide with the help of vector network analyser. It was observed that fabric having both conductive loop and inlaid yarns exhibited higher SE of 20.2 dB than other fabrics in low-frequency range. However, in the composite form, carbon composite with SS inlaid yarn showed better SE of 45 dB than other composites. In C-band frequency range, conductive loop fabric structures yielded high shielding effect in course direction compared to wales direction. Compared to fabric form, the composite showed higher SE for all frequency ranges. This study proposes that knitted fabrics and their composites can be utilized as electromagnetic shields in wide frequency ranges.     

全聚赛络纺双芯纱及其弹性电磁屏蔽针织物的制备

为开发弹性回复性更强的防辐射针织物,在全聚纺细纱机上采用嵌入式纺纱方法纺制3 种不同线密度的棉/ 不锈钢/ 氨纶双芯纱和3 种对应线密度的棉/ 不锈钢包芯纱,设计织制成1+ 1罗纹组织织物,测试分析纱线的包覆效果和主要性能及织物的弹性回复性、电磁屏蔽等性能。结果表明：6 种纱线包覆效果及成纱性能均良好;相比不锈钢包芯纱线织物,双芯纱织物在弹性回复和屏蔽电磁波方面有很大的优势,达到一般性民用电磁屏蔽织物的要求且能保证人体舒适性,这种新结构纱线在全聚纺设备上生产是可行的;开发弹性电磁屏蔽织物时,不仅要合理选择长丝预牵伸倍数等工艺参数,还要考虑到织物的服用性、耐久性及生产成本。     

不锈钢丝包芯纱针织物电磁屏蔽性能研究

采用涤纶长丝、棉粗纱和超细316L不锈钢丝在HN32-04型棉纺花式捻线机上纺制不锈钢丝包芯纱,并在龙星LXC-252SCV型电脑横机上编织纬平针织物及浮线添纱针织物。介绍纺纱原理及编织工艺,并测试不锈钢丝包芯纱的拉伸性能以及针织物的电磁屏蔽效能。结果表明,不锈钢丝包芯纱的平均拉伸断裂强力为38.96 N,位移为124.30 mm,其拉伸过程分为不锈钢丝断裂、纱线中纤维抽拔、纱线断裂过程。随着电磁波频率的不断增强,纬平针织物和浮线添纱针织物的电磁屏蔽效能下降。针织物结构不同,织物紧密程度和线圈大小不同,对不同频段电磁波的屏蔽能力也不同。     

棉/不锈钢长丝机织物的电磁屏蔽及折皱回复性能

为研究组织结构与磨损对织物屏蔽性能的影响,以及不锈钢长丝对织物折皱回复性的影响,使用自制的棉/不锈钢长丝包芯纱织制了3种不同组织的机织物,测试了织物在0.3~1 500 MHz频段上的电磁屏蔽性能,并使用平磨仪对各织物分别摩擦60、120、180、240 及300次后,测试了织物磨损后的电磁屏蔽性能;同时,采用视频序列法测试了织物的动态折皱回复角。结果表明：织物组织结构对电磁屏蔽性能有一定影响,平纹组织结构紧密,屏蔽效果好;经过若干次磨损后,织物的电磁屏蔽性能先小幅升高后逐渐降低;相同磨损条件下,试样耐磨性越好,屏蔽效能的降低幅度越小;由于不锈钢长丝的加入使织物的折皱回复性降低,可以采用浮长更长的组织改善织物起皱现象。     

不锈钢长丝嵌织密度对织物屏蔽效能的影响

探讨棉不锈钢长丝合股纱嵌织密度及电磁波辐射角度对棉不锈钢长丝嵌织织物屏蔽效果的影响。测试了不同棉不锈钢长丝合股纱纬密及不同电磁波入射角度条件下织物的屏蔽效果。测试结果表明:织物屏蔽效能随着棉不锈钢长丝合股纱嵌织密度的增大而增大,在达到临界值后基本稳定不变;织物电磁透过率随着电磁入射角度的变化呈余弦平方曲线变化。指出:实际生产中,在保证织物屏蔽效果的基础上,应合理选择金属纤维纱线嵌织密度以节省原料;尽量在织物经纬向都加入金属纤维纱线以达到理想的屏蔽效果。     

芳纶不锈钢复合纱多功能针织面料的设计与研究

传统的电磁屏蔽织物常用机织方法实现,其服用性较差且功能单一,因此,开发出舒适性好且具有阻燃性能的电磁屏蔽织物具有较大的实用价值。文章采用芳纶不锈钢复合纱进行针织面料设计,通过改变织物组织结构、层次配伍的方法,使用电脑横机编织了不同的针织组织,测试并分析织物电磁屏蔽效果及影响因素,同时测试织物的阻燃性和耐水洗性。实验结果表明:芳纶不锈钢复合纱针织物具有优良的阻燃性和耐水洗性,织物的结构是影响电磁屏蔽效果的主要因素,且通过结构优化的织物其电磁屏蔽效能得到了提升。