电磁污染控制材料论述(ppt 47页).ppt

第8章电磁污染控制材料,8.1电磁波谱及危害简介,8.1.1电磁波谱在电磁场中，电磁场与磁场交替地产生，并由近及远、相互垂直地在与运动方向垂直的方向上以一定速度传播能量，形成辐射，也称电磁波。分为无线电波、光波及X射线和射线等。无线电波又分为低频、中频、高频和超高频。产生低频和中频辐射的发生源有发电设备、输电线、变压器、电力铁道、物理治疗器等。高频辐射的发生源有高频感应加热器、介质加热器、变压器、电容器、工作电路等。超短波的发生源有无线电通讯、电视信号的天线、治疗机、电容器等。产生微波的来源有无线电、电视、雷达天线、无线电手机、微波炉等。生活中的家电如电视机、微波炉、电冰箱、洗衣机、电风扇、烤箱、电熨斗、电炉、吸尘器、电动剃刀、电吹风机、电热毯等都可能产生电磁污染。,8.1.2电磁辐射的伤害机理,电磁场对人体的作用机理主要是致热效应和非致热效应。致热效应是指人体在高强度的电磁波下，吸收辐射能量，在体内转化为热量，产生生物反应。在电磁场作用下，由于射频电磁场方向变化很快，使得人体内的极性分子迅速发生偶极子的取向作用，产生热量。在取向过程中，偶极子与周围分子发生碰撞摩擦而产生大量的热。此外，当电磁场的频率很高时，机体内的电解质溶液中的离子将在其平衡位置振动，也将电能转化为热能。,非致热效应是不引起体温变化的低强度作用下出现神经衰弱及心血管系统机能紊乱。对于交变电磁场，其生物活性随波长减小而递增。而作为电离辐射的X射线和射线被机体吸收后，会从原子水平的激发或电离开始，继而引起分子水平的破坏，如蛋白质分子的破坏、DNA键断裂和酶的破坏等，又进一步影响到细胞水平、组织器官以至整体水平的损伤等。,8.1.3电磁辐射的危害(1)对眼睛的危害：高强度电磁辐射可使人眼晶状体蛋白质凝固，可形成白内障，还可伤害角膜等，导致视力减退、甚至完全丧失。(2)对神经系统的危害长期受高强度的微波辐射，会引起大脑机能失调、神经系统的机能障碍，并会导致头昏、头痛、失眠、乏力、烦躁、记忆力减退等一系列中枢神经等系统症状。(3)对内分泌系统的危害导致内分泌紊乱。如生长激素水平降低，导致儿童生长迟缓；甲状腺素和甲状旁腺异常，导致儿童发育障碍；松果体素水平下降，使人体的免疫力下降，同时导致生物钟紊乱。高强度微波辐射影响生育等。,(4)对心血管的危害最初使心跳加快，随之又变慢，最后停止跳动，还可使心肌纤维间充血并呈透明状，并导致其周围血管通透性增加。从而引起血压下降、心动过缓或过速等症状。(5)对血液生成的危害引起白细胞、红细胞、淋巴细胞数量下降，粒细胞等则增高。(6)对消化系统的危害能使人的胃、肠黏膜充血、糜烂，甚至形成溃疡。(7)对骨组织的危害可引起骨组织充血，从而破坏骨髓，还可使内脏器官血管扩张，组织充血，甚至坏死。(8)其它危害造成通讯障碍、影响精密仪器的性能、造成医疗事故(如手机可使1m以内的心脏起搏器停机)、飞机不能正常起飞或降落，电磁干扰会使计算机、导弹、人造卫星失控的。,8.2电磁波屏蔽材料,8.2.1电磁屏蔽机理电磁屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种方法，即限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。其作用原理是采用低电阻的导体材料，由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作用，在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化，从而减弱源电磁场的辐射效果。,电磁波传播到金属材料的电磁屏蔽表面时，通常有3种不同机理进行衰减：一是在入射表面的反射衰减；二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减；三是在屏蔽体内部的多次反射衰减。反射衰减，就是电磁场射入金属导体时，由电磁感应而产生感应电流。在这个感应电流的作用下，必然建立一个新的电磁场，从而将入射场能衰减。反射衰减的大小取决于屏蔽层与屏蔽层周围介质之间的阻抗匹配情况。吸收衰减，实质上是导体的热损耗。它的产生完全是由于电磁场射入金属屏蔽体时，因电磁感应而在金属表面产生了感应电流，又由于金属导体中特别是导体表面有一定电阻存在，必然在金属屏蔽层内，产生热损耗。,8.2.2表面导电材料,表层导电型屏蔽材料，包括导电涂料、金属熔射、贴金属箔和电镀塑料等。尤其是导电涂料以其低成本和中等屏蔽效果，简单实用且适用面广等优点目前仍占据电磁屏蔽材料的主要市场。,(1)导电涂料电磁辐射污染防护导电涂料是一种流体材料，由合成树脂、导电填料、溶剂配制而成，可喷涂在塑料等基材表面上，形成电磁屏蔽导电层，从而使塑料达到屏蔽电磁波的目的。目前常用的屏蔽涂料主要是以复合法制得的，是以高分子材料为基体加入各种导电物质经过分散复合，层压复合等方法处理后而具有导电功能的多相复合体，一般由树脂、稀释剂、添加剂及导电性填料等组成。这种复合体既有导电功能，同时又具有高分子材料的许多优异性。成膜树脂在涂料喷涂后的涂层中起骨架作用。用作成膜物的原材料有环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等。其中丙烯酸树脂在塑料、水泥墙表面具有很好的附着力和较高的硬度，且耐寒、耐热、耐腐蚀及防水性在普通涂料所用树脂中均属上乘。,稀释剂和添加剂用以降低树脂的黏度，浸润填充物，常用的有甲基溶纤剂、松木油、乙二醇丁醚醋酸酯等，稀释剂一般不采用溶剂型的，以避免发生气泡而降低导电性和黏接性。添加剂的作用是提高涂料的施工性能，促使金属导电填料微粒在涂料中分散得更均匀，并提高金属微粒的抗蚀性能。导电填料决定着屏蔽效果的好坏。可用作导电填料的非金属材料有炭黑和碳纤维、石墨及石墨纤维等。非金属材料导电性能差，屏蔽效果低。金属填料分为金属粉和金属氧化物，成本较高。为了降低导电填料的成本，提高导电性能，常采用复合导电填料，分为复合粉末(如金属-金属、金属-非金属、金属-陶瓷)和复合纤维(如尼龙、玻璃丝、碳纤维等镀金属或金属氧化物等)。,(2)金属敷层屏蔽材料通过化学镀金、金属熔融喷射、真空喷镀和贴金属箔等方法，使高分子绝缘材料的表面获得很薄的导电金属层，从而达到电磁屏蔽之目的。化学镀金是采用非电解法在A(丙烯腈)B(丁二烯)S(苯乙烯)等工程塑料表面镀上一层具有电磁屏蔽特性的金属导电层。镀层均匀且与基体黏附力强；可双面镀以提高屏蔽效果；可批量生产；屏蔽效果好且成本低。金属熔射法敷层是将金属锌经电弧高温熔化后，用高速气流将熔化的锌以极细的颗粒状粉末吹到高分子材料的表面上，从而在表面形成一层极薄的金属层。,真空喷镀法一般是在真空条件下加热，使铝、铬、铜等金属离子蒸发到塑料表面而形成均匀的金属膜导电层。导电性好、镀层沉积速度快、黏附力强，但对复杂形状处理则比较困难，且真空容器的大小使塑料制品的尺寸受到限制。贴金属箔复合屏蔽材料是利用铝箔、铜箔和不锈钢箔等塑料薄板、薄片和薄膜经层压制成的复合材料，适宜制造软质和硬质的屏蔽材料。牢固、导电性能好、屏蔽效果好。,8.2.3填充复合型屏蔽材料由电绝缘性较好的合成树脂和具有优良导电性能的其它添加剂所组成，经注射成型或挤压成型等方法制成各种电磁屏蔽材料制品。其中常用的合成树脂有聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、尼龙和热塑性聚酯等。导电填料一般选用大尺寸的纤维状与片状材料。目前最常用的有金属纤维、金属片等，此外还有碳纤维、超导炭黑、金属合金填料等。,(1)金属填充聚合物屏蔽材料导电材料金属片和金属粉末是最初使用的电磁屏蔽材料的填料。银具有优良的导电生能、耐氧化，具有突出的屏蔽效果，但价格昂贵。铜导电性良好，价格适中，但密度较大，易在聚合物基体中分散，从而影响复合材料的电磁屏蔽效果，而且铜粉容易被氧化变质而降低导电性。金属镍粉不易氧化，但电导率较低。为了提高填料的综合性能，常将铜、镍或银混合使用。金属纤维由于具有较大的长径比，易在聚合物基体中形成导电网络，开发的品种有铁纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维等。铁纤维填充塑料是开发出来的一个品种，其综合性能优良，成型加工性好。,(2)非金属填充聚合物屏蔽材料石墨、炭黑具有成本低、分散性好等特点，但往往在很高的含量下才能具有一定的电磁屏蔽效果，这样会导致产品的力学性能显著下降，而且制品本身为黑色，影响了产品的外观，应用范围受到限制。碳纤维具有高强、高模、化学稳定性好、比重小等优点，镀金属的碳纤维或石墨纤维等有很好的电磁屏蔽性能。利用这类复合填料制备的电磁屏蔽材料既可降低成本，还克服了用纯金属作填料时所造成的材料密度过大的缺点。,8.2.4电磁屏蔽织物国内外现已研制出用涂层法、电镀法及复合纺丝法制造的电磁屏蔽织物，共混纺丝法正处于研制阶段。与薄膜、板材等电磁屏蔽材料相比，电磁屏蔽织物更贴近人们的生活。用电磁屏蔽织物做成的服装、包装袋、装饰材料等，即满足人们日常生活需要，又起防护作用。,最早的电磁屏蔽织物主要是普通布化学镀金属化合物织物、普通布电镀金属化合物织物、普通化纤络合铜纤维织物、碳纤维与普通混纺织物及金属纤维无纺布等。这些织物存在怕揉搓、拉伸、洗涤、或屏蔽性能不持久等。碳纤维由于具有比重小、比强度高、导电性良好等特点被广泛应用于电磁屏蔽复合材料中。普通碳纤维可借助特殊的工艺处理方法，通过改善碳纤维的电磁性能而使屏蔽效能得到进一步的提高。这些方法包括在碳纤维表面包覆金属、镀覆SiC、沉积石墨炭粒，及将碳纤维原料与其它成分混合制成复合碳纤维等。,电磁屏蔽纤维的制法有(1)电镀法：将普通纤维先经退浆处理后用溶剂浸泡，经化学粗化、敏化、活化处理后用化学电镀法使金属沉积在纤维表面。该法制得的纤维导电率高、强度高、耐磨、耐腐蚀性好，但手感较差，包合困难，金属不易匀化，耐洗牢度不高。(2)涂敷法：产业用纺织品在普通纤维表面涂上金属或金属化合物，可采用黏合剂使金属附在纤维表面，也可将纤维直接软化后与金属黏合。该法涂层易脱落，且不易分布均匀。(3)复合纺纱法：将镀金属纤维与普通纤维进行复合纺纱可制得具有电磁屏蔽功能的复合纤维。,(4)共混纺丝法：将具有电磁屏蔽功能的无机粒子或粉末与普通纤维切片共混合进行纺丝，可制备具有良好的导电性和铁电性的纤维，又使纤维不失去原有的强度、延伸性、耐洗性和耐磨性。共混法制得的材料具有成本低、寿命长、可靠性高等优点，但屏蔽性能不高，特别是高频时屏蔽性能会下降，而增加填料的用量将损失材料的机械性能,8.2.4其它新型屏蔽材料,(1)纳米材料：具有特殊的抗紫外线、抗老化、抗菌消臭及良好的导电性和静电屏蔽效应。将具有这些特殊功能的纳米材料与纺织原料进行复合可制备各种功能纤维。(2)导电玻璃纤维：导电玻璃纤维是镀金属技术与纤维表面处理相结合的产物。镀金属玻璃纤维的强度高、导电性好、易成型、成本低，具有很好的应用前景。(3)非晶态合金材料：非晶态合金材料具有高强度、高硬度、高延展性等机械性能，耐腐蚀性好，还具有较好的催化及贮氢特性，抗辐照能力强，可形成一系列性能优良的软磁材料。(4)聚苯胺导电纤维：与其他导电聚合物相比，原料易得，合成简单，具有较高的导电率和优良的电磁性能。由于具有潜在的溶液加工可能性，同时还具有良好的环境稳定性，被认为是最有应用前景的导电聚合物。,8.3电磁波吸收材料,吸波材料一般由机体材料与损耗介质复合而成，研究内容包括基体材料、损耗介质和成型工艺的设计，其中损耗介质的性能、数量及匹配选择是吸波材料设计中的重要环节。吸波材料按其成型工艺和承载能力，可分为涂敷型吸波材料和结构型吸波材料两大类。涂敷型吸波材料是将吸收剂与黏结剂混合后涂敷于目标表面形成吸波涂层；而结构型吸波材料，则通常是将吸收剂分散在由特种纤维增强的结构材料中所形成的结构复合材料，它具有承载和吸收电磁波的双重功能。,8.3.1电磁波吸收原理电磁屏蔽不能从根本上削弱、消除电磁波。只有使用电磁波吸收材料，把电磁能转化为其它形式的能量，才能消耗电磁波。电磁波吸收材料的作用是吸收入射的电磁波，并将电磁能转换成热能损耗掉。目前耗损电磁能的手段有：一是借助介电物或微粒的分子在电磁作用下趋于运动，同时受限定导电率影响而将电磁能转变成热能损耗掉；二是采用以结构形式使入射波相位与反射波的相反来衰减电磁能。,8.3.2涂敷型吸波材料将吸波涂料分散在有机高分子材料的黏结剂中，同时加入一些其它附加物，采用涂刷或喷涂方法加工，经常温固化形成涂层结构。该涂层适用于复杂曲面形体，且耐候性及综合机械性能良好。涂敷型吸波材料工艺简单、使用方便、容易调节。(1)铁氧体吸波涂料：是把铁氧体分散在有机高分子材料的黏结剂中，同时还加入一些其它附加物。铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型。自然共振是铁氧体吸收电磁波的主要机制。自然共振是指铁氧体在不加外恒磁场的情况下，由入射的交变磁场和晶体的磁性各向异性等共同作用产生的共振。由于铁氧体既是磁介质又是电介质，具有磁吸收和电吸收两种功能，是性能极佳的吸波材料，与其它吸波材料相比，它还具有体积小、吸波效果好、成本低的特点。但它也具有密度大、高温特性差等缺点。,(2)超微磁性金属粉：磁性金属、合金粉末具有温度稳定性能好，磁导率、介电常数大，电磁损耗大，有利于达到阻抗匹配和展宽吸收频带等优点，是其成吸收材料的主要发展方向。而超微磁性金属粉材料就是将超细磁性金属粉末与高分子黏结剂复合而成，可通过多相超细磁性金属粉末的混合比例等调节电磁参数，达到较为理想的吸波效果。金属微粉吸波材料主要有两类：一是羰基金属微粉吸波材料；二是通过蒸发、还原、有机醇盐等工艺得到的磁性金属微粉吸波材料。金属微粉吸波材料微波磁导率较高、温度稳定性好，但抗氧化、耐酸碱能力差，远不如铁氧体；介电常数较大且频谱特性差，低频段吸收性能较差；密度较大。(3)纳米材料：材料组分特征尺寸在0.1-100nm，它具有极好的吸波特性，频带宽、兼容性好、质量小和厚度薄，对电磁波的透射率及吸收率比微米级粉体要大得多。,(4)磁纤维吸波涂层：吸波涂层材料中所使用的球状磁性吸收剂很难满足装备对吸波涂层的苛刻要求。由铁、镍、钴及其合金制成的一种多层磁纤维吸波涂层，其中纤维可通过多种吸波机制来损耗微波能量，因而可在较宽频带内实现高吸收，且重量可减轻40-60%。其中，多晶铁纤维在微波低频段的吸波性能尤为突出。(5)导电高聚物：导电高聚物具有共轭电子的线形或平面形构型与高分子电荷转移给络合物的作用，其电导率可在绝缘体、半导体和金属态范围内变化，电磁参量依赖于高聚物的主链结构、室温电导率、掺杂剂性质、微观形貌、涂层厚度、涂层结构等。,(6)手征吸波材料：手征是指一种物质与其镜像不存在几何对称性，且不能通过任何操作使其与镜像重合。而手征吸波涂层是在基体树脂中掺和一种或多种具有不同特性参数的手征媒质构成。手征材料具有双各向同性的特性，其电场与磁场相互耦合。在实际应用中主要有两类手征物体：本征手征和结构手征物体。本征手征物体本身的几何形状即具有手征，如螺旋线等。目前研究的吸波手征材料是在机体材料中掺杂手征结构物质形成的结构手征复合材料。,8.3.3结构型吸波材料尽管涂覆型吸波材料已得到广泛应用，但其频带窄、易脱落、涂层厚、比重大、使部件增重大等。近年来，在涂覆型吸波材料基础上发展了结构型吸波材料。它既有高的结构强度，又有好的吸波性能，而且在一些条件下缓冲了厚度与重量上的矛盾。,(1)混杂纱吸波复合材料：通过增强纤维之间一定的混杂比例和结构设计形式制造成的、满足特殊性能要求或综合性能较好的复合材料。这种材料具有优良的吸透波性能，又兼具复合材料重量轻、强度大、韧性好等特点。作为制造隐身飞机机身、导弹壳体等部件，能大大减少隐身飞行器雷达散射截面。(2)陶瓷型吸波材料：如SiC纤维、Al2O3纤维、Si3N4纤维吸波材料等陶瓷型吸波材料能满足在特殊情况下耐高温、高速热气流冲击的要求。(3)炭-炭吸波材料：能很好的减少红外信号和雷达信号。它具有极稳定的化学键，抗高温烧蚀性能好、强度高、韧性大，还具有优良的吸波性能。缺点是抗氧化性差，在氧化气氛下只能耐400，涂有SiC抗氧化涂层的炭-炭材料抗氧化性能大大提高。,1.电磁波分为(无线电)波、(光波)及X射线和射线等。2.电磁场对人体的作用机理主要是(致热)效应和(非致热)效应。3.电磁波传播到金属材料的电磁屏蔽表面时，通常有3种不同机理进行衰减：一是在入射表面的(反射)衰减；二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料(吸收)的衰减；是在屏蔽体内部的多次(反射)衰减。4.(反射)衰减，就是电磁场射入金属导体时，由电磁感应而产生感应电流。(吸收)衰减，实质上是导体的热损耗。5.用作成膜物的原材料有环氧树脂、聚氨酯、醇酸树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂等。其中(丙烯酸)树脂在塑料、水泥墙表面具有很好的附着力和较高的硬度，且耐寒、耐热、耐腐蚀及防水性在普通涂料所用树脂中均属上乘。6.目前常用的屏蔽涂料一般由树脂、稀释剂、添加剂及(导电性填料)等组成。这种复合体既有导电功能，同时又具有高分子材料的许多优异性。成膜树脂在涂料喷涂后的涂层中起骨架作用。7.导电填料决定着屏蔽效果的好坏。为了降低导电填料的成本，提高导电性能，常采用复合导电填料，分为复合(粉末)和复合(纤维)。,8.表层导电型屏蔽材料，包括(导电涂料)、(金属熔射)、(贴金属箔)和(电镀塑料)等。尤其是(导电涂料)以其低成本和中等屏蔽效果，简单实用且适用面广等优点目前仍占据电磁屏蔽材料的主要市场。9.(金属敷层)屏蔽材料是通过化学镀金、金属熔融喷射、真空喷镀和贴金属箔等方法，使高分子绝缘材料的表面获得很薄的导电金属层，从而达到电磁屏蔽之目的。10.填充复合型屏蔽材料由(电绝缘)性较好的合成树脂和具有优良(导电)性能的其它添加剂所组成，经注射成型或挤压成型等方法制成各种电磁屏蔽材料制品。11.电磁屏蔽纤维的制法有：(电镀法)、(涂敷法)、(复合纺纱法)、(共混纺丝法)。12.目前研究的吸波手征材料是在机体材料中掺杂(手征)结构物质形成的结构手征复合材料。13.结构型吸波材料有：(混杂纱)吸波复合材料、(陶瓷型)吸波材料、(炭-炭)吸波材料。,14.吸波材料一般由(机体材料)与(损耗介质)复合而成，其中(损耗介质)的性能、数量及匹配选择是吸波材料设计中的重要环节。15.吸波材料按其成型工艺和承载能力，可分为(涂敷)型吸波材料和(结构)型吸波材料两大类。16.涂敷型吸波材料是将(吸收剂)与(黏结剂)混合后涂敷于目标表面形成吸波涂层。17.结构型吸波材料，则通常是将(吸收剂)分散在由特种纤维增强的结构材料中所形成的结构复合材料，它具有(承载)和(吸收)电磁波的双重功能。18.电磁波吸收材料的作用是吸收入射的电磁波，并将(电磁)能转换成(热)能损耗掉。19.铁氧体吸波涂料是把(铁氧体)分散在有机高分子材料的黏结剂中，同时还加入一些其它附加物。20.铁氧体可分为(尖晶石)型、(石榴石)型和(磁铅石)型。,21.(自然共振)是铁氧体吸收电磁波的主要机制。22.由于铁氧体既是磁介质又是电介质，具有(磁)吸收和(电)吸收两种功能，是性能极佳的吸波材料。23.超微磁性金属粉材料就是将(超细磁性金属)粉末与高分子黏结剂复合而成，可通过多相(超细磁性金属)粉末的混合比例等调节电磁参数，达到较为理想的吸波效果。24.金属微粉吸波材料主要有两类：一是(羰基)金属微粉吸波材料；二是通过蒸发、还原、有机醇盐等工艺得到的磁性金属微粉吸波材料。25.由铁、镍、钴及其合金制成的一种多层(磁纤维吸波涂层)，其中纤维可通过多种吸波机制来损耗微波能量，因而可在较宽频带内实现高吸收，且重量可减轻40-60%。26.(导电高聚物)具有共轭电子的线形或平面形构型与高分子电荷转移给络合物的作用，其电导率可在绝缘体、半导体和金属态范围内变化，电磁参量依赖于高聚物的主链结构、室温电导率、掺杂剂性质、微观形貌、涂层厚度、涂层结构等。,27.手征是指一种物质与其(镜像)不存在几何对称性，且不能通过任何操作使其与镜像重合。28.在实际应用中主要有两类手征物体：(本征)手征和(结构)手征物体。,10.4X()射线防护材料的设计及制备原则上任何材料对X()射线都有减弱作用，都可作X()射线的屏蔽材料。但实际用于X()射线的屏蔽材料主要有铅、铁、混凝土和水。根据不同性质，不同的屏蔽材料用于不同场合。混凝土往往用来做固定屏蔽体，既起屏蔽作用，又同时作为建筑结构材料；铅对X()射线的屏蔽效果最好，但结构性能差，容易形变，而且价格较高，适宜于做活动屏蔽体。对强X()射线源往往利用水作为屏蔽材料。,10.4.1X()射线防护材料的屏蔽原理当X()射线通过物质时，将可能与原子的轨道电子、原子核、带电粒子的电场及原子核发生相互作用。作用的结果可能发生光子的吸收、弹性散射和非弹性散射。发生吸收时，光子能量将全部变为其他形式的能；而弹性散射仅改变光子的传播方向；非弹性散射不仅改变光子的传播方向，同是时也部分的吸收光子的能量。在光子能量为0.01兆-10兆电子伏这个最常见的能量范围内，其主要相互作用为光电效应、康普顿效应和电子对效应三个过程，而其它作用造成的能量损失很小，均为次要过程。,光电效应中，X()射线主要与原子的内壳层电子发生作用，入射光子整个被原子吸收，继而从原子壳层中击出一个电子(光电子)。X()射线在屏蔽材料中，若发生光电效应的几率越大，则被吸收的射线就越多，显然，其屏蔽效果就越好。康普顿效应是X()光子的能量被部分地吸收而产生散射的过程。它可想像为两个球的碰撞，一个是入射光子，另一个是自由电子。碰撞时若光子从电子边上擦过，则光子偏转角很小，反冲电子获得的动能也很少，这使散射光子保留了大部分能量；如碰撞更直接些，光子偏转角增大，损失的能量增多；正相碰撞时，反冲电子获得的能量最多，这使反向折回的散射光子仍保留一定的能量。该效应是X()光子在屏蔽材料中产生散射线的最大来源。电子对效应是一个具有足够能量的光子，在行进靶原子核时，突然消失，将其能量转化为正、负两个电子的过程。,10.4.2X()射线防护材料屏蔽厚度的要求屏蔽厚度的选取应根据屏蔽设计的最优化原则及屏蔽效果与使用价值相结合的原则来确定。“最优化”原则是应用优先理论和方法，以达到用尽可能少的受照剂量做尽可能多的工作，或者用较少的防护费用而获得最佳防护效果。屏蔽防护并不是将射线全部吸收，而是对某种屏蔽材料找到一个合适的厚度，使射线穿过该厚度的物质层后剂量当量指数率将不大于事先拟定的某一剂量控制的参考值。因此，防护器材并不是越厚越好，而是在达到防护要求的前提下，越薄越好，越轻越好，穿着越舒适越好。如铅橡胶围裙、铅橡胶手套在达到防护要求的前提下，应尽量做的轻便、柔软、舒适和精美，使用价值高。,10.4.3单层防护材料(1)铅铅对低能和高能X()射线有很高的衰减能力，抗腐蚀性能好，较易得，加工容易，价格适中。但对低能X()射线的反向散射百分率高、铅的硬度、机械强度差、不耐高温、有毒性，使其应用受到一定限制。(2)铁(钢)铁的机械性能好、价廉、易于获得、有较好的防护性能，铁的反向散射百分率比铅小得多，因此是防护性能和结构性能兼优的屏蔽材料。,10.4.4铅橡胶铅橡胶是由优质天然橡胶或合成橡胶与氧化铅等金属化合物混炼、硫化制成的橡胶类制品。其生产工艺比较简单：生胶经塑炼后，加其它原料进行混炼，压延出片，置胶料于硫化机高温高压下硫化而成。主要用于制作各种防护用作的个人防护衣具，与X()射线机配套应用的局部防护吊帘，活动防护屏，及制作医疗照射中病人使用的各种形式的接触屏蔽等。,10.4.5防辐射铅玻璃是一种有效地吸收X()射线的透明屏蔽材料，系光学玻璃中的一个系列。主要用于X()射线的防护而需要透明屏蔽材料的射线装置、放射性设备及放射性工作场所等。,10.4.6有机铅玻璃是一种在有机玻璃中引入氧化铅的透明屏蔽材料。主要原料为甲基丙烯酸甲脂、甲基丙烯酸和氧化铅等。其机械强度和韧性大于硅玻璃10倍以上，既不易破碎，而且容易成型加工，缺点是硬度低、耐热性、耐磨性差，容易擦伤而失去光泽。主要用于对低能X()射线的防护，制作防辐射头盔的面罩、放射性物品、器件的保护罩，及某些军事