羰基铁粉和镀银处理对金属丝面料电磁屏蔽性能的改性研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 羰基铁粉和镀银处理对金属丝面料 电磁屏蔽性能的改性研究 摘要： 中国论文网 /8/view-12856203.htm 本文主要研究了用羰基铁粉和镀 银对金属纤维混纺面料进行改性处理， 增强其电磁屏蔽性能的问题。羰基铁粉 改性处理后面料的电磁屏蔽性能得以增 强，但导致导电性能下降，后期通过镀 银处理又保证了金属纤维混纺面料原有 的导电性能。通过定量比对试验发现当 羰基铁粉用量为粘合剂 60%时其电磁屏 蔽性能提高最大，特别是低频区域提高 最为明显，屏蔽效能 SE%达到了 35% 以上。 关键词：羰基铁粉；镀银处理； -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 金属丝面料；电磁屏蔽 前言 电磁辐射对人体的危害日益凸显， 尤其是孕妇和婴儿这一类群体往往更加 容易受到电磁辐射的危害。金属纤维不 仅具有作为金属材料本身固有的优点， 而且具有天然纤维的柔软性以及合成纤 维的可纺性，现已被广泛应用于电磁屏 蔽材料、金属过滤毡、催化剂载体、汽 车安全气囊等，在石油、化工、民用、 航空、国防等领域得到了广泛的应用1。 目前的金属纤维混纺型面料在低 频波段的防电磁辐射的能力明显没有高 频波段的理想，所以面料在低频波段还 存在一定的改进空间。基于此，本文利 用羰基铁粉和镀银双重处理来提高金属 纤维混纺型面料的防电磁辐射能力，取 得了较理想的结果。 1 电磁屏蔽介绍 抗电磁干扰、治理电磁污染的有 效手段之一就是电磁屏蔽。根据实际应 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 用的要求，由于绝大多数的电子产品， 其主要频率波动范围为 30MHz1000MHz，而屏蔽材料的 SE（屏蔽效能）最低要求需要达到 35dB 以上（体积电阻率在 100? cm 以下） ，才可以认为是有效屏蔽2。电 磁屏蔽材料的屏蔽机制主要分为以下三 种：电磁吸收损耗、电磁表面反射损耗 以及电磁内部多次反射损耗。电磁吸收 主要利用电磁屏蔽材料的磁性，通过涡 流效应来增强其对电磁波的损耗，从而 达到电磁屏蔽的效果；电磁表面反射主 要通过材料本身所具有的导电性，由于 介质与电磁屏蔽材料的波阻抗不一样， 二者差别越大，反射损耗就越大，从而 达到电磁屏蔽的效果；内部多次反射也 是在表面反射的基础上展开的。 2 基于纤维的羰基铁粉改性 2.1 试验材料 金属纤维混纺面料（参数： 23.5tex 混纺纱线，含棉 40%，涤纶 30%， 不锈钢纤维 30%） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 阳离子型粘合剂含固量：30%； 偶联剂型号：KH590；羰基铁粉含量： 粘合剂质量的 20%。 2.2 试验步骤 取金属纤维混纺织物布样 1 块， 洗涤后备用。 取含固量 40%的阳离子粘合剂， 通过向其内加入适量去离子水，配制出 含固量为 30%的阳离子粘合剂。 按 1：15 的配比，称取含固量 30%的粘合剂混合。 按粘合剂质量的 20%称取相应 重量的羰基铁粉，并且按铁粉质量的 2%称 取 KH590 偶联剂，然后按 0.5%KH590、6% 去离子水、93.5%无水 乙醇的配比将之前称取的偶联剂水解， 再将铁粉与之混合。 将处理后的铁粉倒入织物与粘 合剂的混合液中，充分搅拌均匀。 待浸泡完毕后，取出布样，将 其轧干，烘焙至干燥后待用。 同理制作铁粉含量为粘合剂质量 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 40%、 60%、 80%的改性面料。制作 80% F 粉含量的试样时明显发生掉粉现象， 可认为铁粉附着量在 80%时已失真，故 后续试验舍弃该样品。 3 基于面料的化学镀银法镀银 3.1 试验材料 混纺原布、60%铁粉处理后混纺 布样。 3.2 试验步骤 将 KH590 偶联剂按 0.5%KH590、6% 水、93.5% 乙醇配方水 解，并且按所取混纺布料的重量称取粘 合剂和偶联剂，用偶联剂处理后的铁粉， 与粘合剂织物混合均匀，并用超声波处 理 10min。 配制稀氨水：取 50mL 容量瓶， 向其内加入浓度为 25%的氨水 40mL， 再加入 10mL 去离子水，滴定并摇匀。 配制银氨溶液：取 2.5g 硝酸银 溶于 25mL 去离子水中，取 2.5mL 硝酸 银溶液再加 25mL 去离子水稀释，并向 其内滴加稀氨水，产生沉淀，继续滴加 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 直至溶液澄清，再用 5%的 NaOH 溶液 调节 pH 至 12.6，再滴加稀氨水至澄清。 配制 0.2%的硼氢化钠溶液， 再配制银氨溶液（不用调节 pH） ，取 5g 葡萄糖溶于 50mL 去离子水中，配制葡 萄糖溶液，并向葡萄糖溶液中加入 5mL 无水乙醇。 将处理后的布样以及用十二烷 基苯磺酸钠、丙酮、乙醇清洗后的布样 浸泡在所配银氨溶液中 10min。 取出布样将其在硼氢化钠溶液 浸泡少许，取出后用去离子水轻轻清洗。 将布样放入所配银氨溶液中， 慢慢向烧杯内滴加葡萄糖和乙醇混合液， 摇晃烧杯。 待镀银结束后，取出布样，放 入 150烘箱内固色 5min。 取出布样测试其导电性。 试验表明，用化学镀银法镀出来 的银膜其牢度较好，且有明显的银亮色。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 通过表 1 中各布样的导电性能的比较， 本课题能够发现该化学镀银法导电性能 非常好，并且可以看出，由于羰基铁粉 改性导致的导电性能下降的问题，也在 这镀银工艺中完美解决，并且比原来的 导电性能更佳。 4 电磁屏蔽性能测试 电磁屏蔽（electromagnetic shield）测试是指利用铁磁材料或者导 电材料做成的部件对大容量的汽轮发电 机定子的铁芯端部进行电磁屏蔽，从而 降低由定子绕组端部漏磁，在结构件中 引起的附加损耗与局部发热的措施。 屏蔽效能通常用 dB（分贝）表 示，其含义是对于给定的外来电磁源进 行屏蔽时，在具体同一个点上，有无屏 蔽体的电场强度或者磁场强度之比。其 计算公式如（3） 、 （4）所示。 4.1 测试原理 本次测试采用 QJ 280919963 中扫频测试方法中的网络分析仪法。测 试原理如图 1 所示。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 4.2 测试样品 混纺纤维原布、20%羰基铁粉改 性面料、40%羰基铁粉改性面料、60% 羰基铁粉改性面料、羰基铁粉改性和镀 银处理后混纺面料。 4.3 测试仪器 PNA3621 型屏蔽效能测试仪（南 京普纳科技设备有限公司） 。 4.4 测试结果分析 4.4.1 铁粉用量对电磁屏蔽的影 响 由表 2 可知，通过测试不同铁粉 用量的处理面料得出，当羰基铁粉用量 为粘合剂质量的 60%时，在低频区域其 SE 值有了明显的提高。由于 80%的羰 基铁粉用量时已经出现了掉粉现象，故 在 60%含量时其粘附效果以及电磁屏蔽 能力可认为达到最好。 4.4.2 混纺纤维原布和羰基铁粉改 性和镀银处理后面料电磁屏蔽性能 电磁屏蔽测试数据如表 3 所示。 由表 3 对比可知，羰基铁粉改性 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 和镀银处理后的金属纤维面料的电磁屏 蔽能力增强，在低频率波长的屏蔽能力 有较大的提高。在加入羰基铁粉后，面 料增加了对磁场的屏蔽能力，镀银处理 在色泽上优化的同时又强化了其导电