孔隙率对玻纤织物电磁波透射性能的影响

玻璃纤维增强树脂基复合材料被广泛应用在高电磁波透射性能材料中。为研究玻璃纤维织物在不同孔隙率条件下对电磁波透射性能的影响,利用小窗屏蔽效能测试方法分别测试开纤和未开纤的1080和2116玻璃纤维织物在9～11 GHz频率的电磁屏蔽效能值,并计算相应的电磁波透射率。结果表明:同规格玻璃纤维织物开纤后织物孔隙率减小,其电磁波透射性能也随之变弱。织物总紧度在85%～97%范围的4种玻璃纤维织物的电磁屏蔽值均小于0.8 dB,且频率在10 GHz左右时电磁屏蔽效能最低。计算得出,4种玻璃纤维织物在频率为10 GHz左右时的电磁波透射率最高超过99%,具有优异的电磁波透射性能。     

碳纤维屏蔽纸屏蔽性能的研究

对碳纤维屏蔽纸的屏蔽机理及其在电磁波频率为100 kHz~1.5 GHz范围内的屏蔽性能进行了探讨。结果表明,屏蔽纸对不同频率段电磁波产生不同的屏蔽效能;随着纸张电导率、厚度的增加,屏蔽效能提高。屏蔽纸在600 MHz~1.2 GHz频段具有更高的屏蔽效能。通过改变碳纤维含量和纸张厚度可以制备具有不同屏蔽效能的屏蔽纸,应用于不同场合,防止电磁辐射危害与干扰、防止电磁信息泄漏。     

碳纳米管/碳泡沫复合材料的制备及其性能

为提高碳泡沫复合材料的力学性能和电磁屏蔽性能，以硼酚醛树脂为碳源，碳纳米管(CNTs)为增强相，空心微球为闭孔相，利用压塑成型-碳化工艺制备CNTs/碳泡沫复合材料，并在其表面包覆镍层。采用扫描电子显微镜、万能试验机、网络矢量仪等，研究了CNTs含量对碳泡沫复合材料的微观结构、压缩性能及电磁屏蔽性能的影响。结果表明：CNTs均匀分散在微球相表面；当其质量分数为0.8%时，碳泡沫复合材料的压缩性能最优(19 MPa),较改性前提高了850%;CNTs作为纳米增强相，其自身的拔出断裂效应改善了复合材料的压缩性能。CNTs的引入，增加了该复合材料对电磁波的吸收损耗，其电磁屏蔽性能显著提高。改性后，其电磁屏蔽效能最高可达54 dB,较改性前提高了83%。     

氧化石墨烯涂层织物的制备及其电磁性能

为得到性能优良的电磁防护材料,采用涂层工艺制备氧化石墨烯涂层织物,并分析织物种类、氧化石墨烯含量、电磁波入射面对涂层织物的屏蔽效能及介电常数的影响。结果表明:与涤棉织物、芳纶织物和15%不锈钢纤维织物相比,以30%不锈钢纤维织物为基布所得材料的屏蔽效能和介电常数值较高。在0.01～3 GHz频率范围内,以30%不锈钢纤维织物作为基布时,涂层织物的屏蔽效能在整个频段范围内均可达到30 dB以上,材料屏蔽性能优异;当氧化石墨烯含量为3%时,涂层织物的屏蔽效能最大为46.27 dB,介电常数实部最大为25.5,虚部值最大为2.12,表明材料对电磁波的极化及损耗能力较强。此外,电磁波射入面不同,涂层织物的屏蔽效能的整体变化趋势相似。     

多轴向导电芳纶增强复合材料及其电磁屏蔽性能

为提高芳纶的导电能力,以芳纶长丝纱为基材,采用一种基于原位聚合法的纱线连续导电处理方法制备芳纶/聚苯胺复合导电纱线。并以导电芳纶为增强体,以不饱和聚酯树脂为基体,制备了二轴向、三轴向和四轴向导电芳纶增强复合材料,研究了其电磁屏蔽性能。结果表明:经导电处理后,芳纶纤维表面附着一层导电聚苯胺,其电导率可达1.4~1.9 S/cm,力学性能稍有下降;多轴向导电芳纶增强复合材料其屏蔽效能值随着导电芳纶轴向数和排列密度的增大而提高,当导电芳纶排列密度达到70 根/(5 cm)时,四轴向导电芳纶增强复合材料对0.1~1.5 GHz范围内电磁波的平均电磁屏蔽效能达到22 dB。     

基于有限积分法的机织物电磁屏蔽效能仿真分析

为研究织物对电磁波的屏蔽机制,为电磁屏蔽织物开发提供理论参考,对织物微观结构进行了建模,然后利用CST 微波工作室建立了电磁屏蔽织物三维电磁仿真模型。采用有限积分法计算了在1～18GHz波段的织物电导率、电磁波入射角、织物密度和织物层数对屏蔽效能的影响。结果表明：织物电导率是影响其屏蔽效能的关键因素;屏蔽效能随着织物密度和层数的改变呈非线性变化;电磁波入射角增加会引起织物表面电流密度极化效应。研究结果对电磁屏蔽织物具有较好适用性,可为设计与开发高性能电磁屏蔽织物提供理论参考。     

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。     

铜纤维与木单板的复合

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入黄铜纤维导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究不同施加量和不同长度的导电单元以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能 (SE) 和胶合强度 (ST) 的影响.结果表明,胶合强度均达到或超过国家标准.涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响.在黄铜纤维长度相同 (6～7 mm) 的条件下,电磁屏蔽效能为6.34～28.76dB,吨磁屏蔽和胶合强度模型均不显著;在黄铜纤维施加量相同 (120g/m2) 的条件下,电磁屏蔽效能为15.61～35.01dB,电磁屏蔽模型均显著,胶合强度模型不显著.黄铜纤维的加入一方面有利于导电网链的形成,但另一方面对胶合强度有不利影响,进而不利于胶合板的导电性,因此电磁屏蔽性能是这两个方面综合作用的结果.黄铜纤维长度的增加可以使胶层中黄铜纤维的搭接率增加,有利于电磁屏蔽效能的增加.     

蜂巢组织电磁屏蔽织物的性能分析

为制备高效兼具服用舒适性的电磁屏蔽织物,采用涤纶和不锈钢纱为原料织制蜂巢组织导电织物。对组织结构进行设计,获得了6种成品蜂巢组织织物,并与相同配置的平纹组织织物进行对比,分析了蜂巢织物的强力、透气性和柔性等服用性能。通过导电性和电磁屏蔽效能测试,研究了纱线成分、配置方式以及循环纱线数对蜂巢织物电磁屏蔽性能的影响。研究结果表明：蜂巢组织独特的立体结构赋予了织物优异的服用性能,当循环纱线数为8,经纬向同时添加不锈钢纱时可获得电磁屏蔽效能值达36.89的电磁屏蔽织物。     

废纸制备聚苯胺纤维素气凝胶及其性能的研究

本研究以废纸作为纤维素源（CEL）、聚苯胺（PANI）为导电性物质,基于原位聚合法原理制备了一种PANI气凝胶复合材料,最终获得了轻质（密度<0.05 g/cm³）、抗电磁干扰的气凝胶。通过傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TG）和矢量网络分析仪对气凝胶复合材料的组成、形貌、热稳定性和电磁参数进行表征,并研究了苯胺单体用量对复合材料电磁屏蔽等性能的影响。结果表明,随着苯胺单体用量的增加,气凝胶复合材料的热稳定性提高。当苯胺单体用量为30%时,气凝胶复合材料的热稳定性高;频率在8.2 GHz时,气凝胶复合材料屏蔽效能（SE）达9.5 dB以上。     

不锈钢纤维/木单板复合电磁屏蔽功能胶合板

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入不锈钢纤维(SF)导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究不同施加量和不同长度的导电单元以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响.结果表明,除SF25-80外,胶合强度均达到或超过国家标准.涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响.在不锈钢纤维长度相同(6～7 mm)的条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13.63～21.14 dB,电磁屏蔽模型显著,胶合强度模型不显著;在不锈钢纤维施加量相同(40g/m2)的条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13.40～21.37 dB,电磁屏蔽模型和胶合强度模型均显著.不锈钢纤维的加入一方面有利于导电网链的形成,但另一方面对胶合强度有不利影响,进而不利于胶合板的导电性,因此电磁屏蔽性能是这两个方面综合作用的结果.不锈钢纤维长度的增加可以使胶层中不锈钢纤维的搭接率增加,有利于电磁屏蔽效能的增加.     

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。     

碳纤维导电屏蔽纸的研制

对碳纤维导电屏蔽纸的导电性能及其在电磁波频率为0.1～1500 MHz范围内的屏蔽性能进行了探讨.结果表明,屏蔽纸对不同频率段电磁波产生不同的屏蔽效能;随着纸张电导率、厚度的增加,屏蔽效能提高;屏蔽纸在600～1200MHz频段具有更高的屏蔽效能.通过改变碳纤维含量和纸张厚度可以制备具有不同屏蔽效能的屏蔽纸,防止电磁辐射危害与干扰、防止电磁信息泄露.     

涤纶基表面磁控溅射纳米铜膜的电磁屏蔽性能

通过射频磁控溅射的方法,将金属铜溅射到涤纶机织布表面;讨论了基材编织密度、溅射时间、低温等离子体预处理对镀膜织物电磁屏蔽效能的影响。结果表明,随基材编织密度的增加,镀铜织物导电能力有所增强,当电磁波频率相同时,增加基材编织密度,样品的电磁屏蔽性能略微提高;延长溅射时间,导电涤纶织物的电磁屏蔽效能明显增强;等离子体预处理后,样品屏蔽效能提高。     

基于聚苯胺整理的吸波型不锈钢电磁屏蔽织物

为了赋予不锈钢电磁屏蔽织物吸波性能并同时提升其屏蔽效能,采用碱溶液及壳聚糖溶液对织物进行双重预处理,配备过硫酸胺及掺杂剂溶液在织物中引发苯胺单体聚合反应,从而制备出聚苯胺不锈钢电磁屏蔽复合织物。采用小窗法及弓形法对织物进行屏蔽效能及反射率测试,通过分析得出该方法可有效赋予织物较好吸波特性,同时又能明显提升织物的屏蔽效能;反射率在4 GHz以上频段范围吸波性能较优,最佳可接近-6 dB;屏蔽效能在6 GHz以上得到明显提升,最高可增加10 dB以上;不同参数对整理性能的影响程度符合盐酸浓度过硫酸铵浓度氢氧化钠浓度苯胺单体吸附时间;制成的聚苯胺不锈钢复合织物柔软舒适且耐洗涤性较好。     

双层防电磁辐射织物的屏蔽效能

为研究开发高性能电磁屏蔽材料,介绍了双层屏蔽织物屏蔽电磁波的原理,初步探索双层屏蔽织物屏蔽效能的影响因素,并采用法兰同轴法测试了3组双层防电磁辐射织物的屏蔽效能。测试结果表明,屏蔽织物中金属纤维体积含量增加,双层织物的屏蔽效能增大;织物中间间距增大,双层织物屏蔽效能增大;两层织物的经纬向一致时,双层织物屏蔽效能要高于其经纬向不一致时的屏蔽效能。     

涤纶基纳米铜膜材料电磁屏蔽性能

通过射频磁控溅射的方法将金属铜溅射到涤纶机织布表面,讨论了基材编织密度、溅射时间、低温等离子体预处理对镀膜织物电磁屏蔽效能的影响。结果表明,随基材编织密度的增加,镀铜织物导电能力有所增强,当电磁波频率相同时,基材编织密度的增加,样品的电磁屏蔽性能能略微增加;溅射时间的增加,导电涤纶织物的电磁屏蔽效能明显增强;等离子体体预处理后,样品屏蔽效能提高。     

膨胀石墨/环氧聚酯复合材料的电磁屏蔽性能探索

采用高氯酸在1000℃下氧化插层鳞片石墨,制成膨胀石墨。使用平板硫化机热压成膨胀石墨/环氧聚酯复合材料,并对复合材料的电磁屏蔽效能进行测试。结果表明,膨胀石墨/环氧聚酯复合材料,厚度2mm,在300k Hz~3000MHz的电磁频段,其电磁屏蔽效能超过53.75d B,最高电磁屏蔽效能达60.26d B。     

磁控溅射镀铜钛织物及其电磁屏蔽性能

电磁辐射通过热效应、非热效应和累计效应危害人体,成为人们生存环境中新的威胁,电磁辐射是继水、大气、噪声等环境污染之后的第四大环境污染。本文利用低温等离子体磁控溅射真空镀膜法对涤纶平纹织物进行铜钛金属化工艺研究,并对其电磁屏蔽效能、耐水洗牢度研究。结果发现,通过镀铜钛的金属化涤纶织物电磁屏蔽效能达41dB,手感良好,还具有良好的抗菌性能,在民用和军用领域都有广泛的前景。     

层层组装氧化石墨烯/聚吡咯涂层棉织物的电磁屏蔽性能

为制备高效吸波型电磁屏蔽织物,采用层层组装法在棉织物表面构筑氧化石墨烯/聚吡咯(GO/PPy)功能膜。借助傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜对GO/PPy涂层织物的结构进行表征,通过万用表和矢量网络分析仪测试织物的导电性能和电磁屏蔽性能。结果表明:织物的阳离子化处理有利于氧化石墨烯和聚吡咯的沉积,适宜的GO质量浓度(0.4 g/L)有利于提升织物的电磁屏蔽效能;随着组装层数的增加,织物的电磁屏蔽性能增加,当组装层数为20时,织物的电磁屏蔽效能达到39.2 dB,可屏蔽99.98%的电磁能;织物对电磁波的吸收率始终大于50%,其主要的屏蔽机制为吸收而非反射。