【摘 要】随着电子技术的迅猛发展，人们在日常生活中被动或主动接触的电磁辐射越来越多。科学研究表明，电磁辐射会对人体健康产生重要影响，例如引起神经系统的障碍；造成垂体多种激素紊乱和促肾上腺皮质激素升高等；降低妊娠率，延缓胚胎发育、促使胎儿体重下降等。另一方面，由于电磁波技术在航空航天、通信、军事等领域的广泛应用，因电磁波辐射而导致的信息泄密事件也时有发生。同时，电磁波辐射还会造成电子设备系统失灵，例如外界电子设备的电磁波辐射可能会使心脏起搏器停止工作或发生紊乱，外界电磁波辐射的干扰会造成武器系统失灵等，危害人体生命安全及国家国防安全。本文主要针对电磁屏蔽织物的研究现状及影响因素进行了探讨。
【关键词】电磁屏蔽织物的研究现状及影响因素
1 电磁屏蔽织物的屏蔽机理
电磁屏蔽织物的屏蔽机理主要包括以下３个方面：（１）反射。当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气和屏蔽体（例如金属）的交界面上阻抗的不连续，对入射波产生反射。该反射不要求屏蔽材料的厚度，只要求交界面上的阻抗不连续；（２）吸收。未被屏蔽体表面反射的电磁波进入屏蔽体，在屏蔽体内继续传播的过程中，被屏蔽体材料衰减。该吸收与屏蔽材料厚度相关，屏蔽材料越厚，路径越长，吸收的电磁波能量越多；（３）多次反射吸收。在屏蔽体内尚未衰减的剩余能量传播到材料的另一表面时，遇到屏蔽体－空气阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内，由屏蔽体吸收，形成多次反射－吸收。
2 电磁屏蔽织物发展现状
2.1 涂层法
利用涂层技术将具有电磁屏蔽作用的导电磁涂层剂涂在织物上形成连续薄膜，或者涂在普通纤维上，使其具有屏蔽电磁波的功能。有时也可用粘合剂把金属与纤维粘合。可作为涂剂的有:银、铜、铝等金属材料、金属氧化物、非金属材料等导电材料。金属材料主要以反射损耗为主，金属氧化物和非金属导电材料主要以吸收损耗为主。这种方法工艺比较简单，但屏蔽效果有限，其涂层不均匀，密度大，结构较硬，涂层易脱落。
2.2 金属混纺
金属混纺就是将金属纤维和普通纤维进行混纺成为纱线，再根据机织或针织工艺编制成为面料。主要有不锈钢纤维、银纤维、铜纤维、镍纤维等。另外也可将导电材料和普通纤维制成熔体后由喷丝头细孔压出形成导电纤维。这种纤维制成的面料不仅具有电磁屏蔽性能，而且柔韧性、透气性、可加工性等与普通纤维无异。
2.3 镀金属型
镀金属纤维就是用金属覆盖在化学纤维上。主要有金属镀、化学镀、金属复合镀、磁控溅射镀膜法。化学镀主要是将铜、银、镍等金属离子通过氧化还原等置换反应，使金属离子镀覆在织物上。该方法镀层均匀，织物柔软，透气性好，但该法对环境会造成一定的污染。金属复合镀克服了单一金属的缺点，可以采用不同金属进行多次镀膜
2.4 多离子型
多离子纤维织物含有重量百分比为0.2%～5%的银离子，1.4%～29%的铜离子，0.2%～3%的镍离子，0.4%～8%的铁离子(以纤维为1的重量百分比)。这种方法来源广泛，价格低廉，主要有这些金属的硫化物、氮化物等提供离子，主要以吸收损耗为主。由于该类织物含有金属阳离子，所以又具有一定的消毒杀菌作用，同时还有抗紫外线，抗静电等多种作用。
2.5 非织造布
防电磁辐射非织造布有两种途径:一种是对纤维进行电镀法、涂层法、混合金属纤维法、共混纺丝法等;另一种是对非织造布进行镀覆金属加工，对非织造布进行涂层整理。非织造布工艺简单，省去了纺纱、织造等过程。但其耐洗涤性等力学性能还需进一步成熟。
2.6 纳米吸收波材料
纳米吸收波材料是将纳米级的导电纤维运用涂层法、织入法等，使其镀在织物表面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆纳米吸收波材料是组分特征尺寸在0.1nm～100nm之间的材料，具有频段宽、兼容性好、质量轻、厚度薄、无污染等特点。
3 混纺型电磁屏蔽织物屏蔽效能的影响因素
3.1 厚度
按照国标，织物厚度的测量方法有两种:一是测量织物在一定压力下正反面之间的垂直距离，以1/100nm为计量单位;另一种是以每平方米绸重(g/m2)为计量单位，丝织物经常用后者测量。织物厚度越大，其吸收电磁波的能力也就越大，从而提高其屏蔽效能。另外，对于多层面料的服装，其外层可选用反射电磁波较强的材料，内层可以选择吸收电磁波能力较好的材料，从而实现面料互补，达到屏蔽电磁波的效果。
3.2 金属纤维含量
对同一种纤维而言，一般金属含量越高，其屏蔽效能越好。但当纤维含量增加到一定程度后，屏蔽效能可能不再增加，反而减小。另外，不同的纤维类型，屏蔽效能也不一样。一般认为，相同长度的金属丝，直径越大，其导电性就越好，屏蔽效能也就越好。
3.3 织物紧度和密度
织物的紧度是指纱线投影面积与织物面积的百分比。织物紧度分为径向紧度、纬向紧度和总紧度。单位长度织物内，经纬纱密度称为织物密度，有经纱密度和纬纱密度。沿织物纬向或经向单位长度内(10cm)经纱或者纬纱的排列根数是经纱密度或纬纱密度。织物的紧度和密度在一定条件下可以进行换算。
织物紧度在一定范围内，织物的屏蔽效能随着面料的紧度的增大而增大。当增加到一定值，屏蔽效能趋于饱和，可能有减少的趋势。经纬纱线的紧度增加，面料的交织点增多，单位体积内不锈钢纤维的含量增多，纤维与纤维之间的接触机率增多，接触面增大，当不锈钢纤维绝对含量越多时，导电纤维的导电性能就越好，屏蔽效能就越好。当面料的紧度继续增加，面料已经很密集，纱线的屈曲波度也随之升高，纱线与纱线交织点的空隙有可能不小反大，这时面料的厚度等其他影响屏蔽效能的因素也会随之改变，此时屏蔽效能容易达到饱和，或者出现下降的趋势。
当经纬纱都含有金属纤维时的屏蔽效能高于只有经纱或纬纱含有金属纤维时的屏蔽效能，经纬纱都含有金属纤维相当于一个连接金属屏蔽网，能够有效的屏蔽电磁辐射。当只有经纱或纬纱含有金属纤维时，相当于只有一个个的独立的金属导线，电磁屏蔽织物网格为等距或平行排列时，网格间的屏蔽效能几乎没有影响，其屏蔽效能要差一些。而针织物由于只有横向导通，也相当于只有一个个独立的金属导线，且针织物结构疏松，屏蔽效能不如机织物好。
3.4 组织结构
在三原组织中，平纹的屏蔽效能最好，斜纹次之，缎纹最差。平纹缎纹浮长最短，交织次数最多，结构最紧密，而且平纹织物形成的纵横向导电的金属网比较紧密，使其反射电磁波较多，屏蔽效能较好。缎纹浮长较长，交织次数较少，结构较疏松，形成的空洞缝隙多，空气含量较多，空气几乎为绝缘体，导电率很低，故空气含量降低了缎纹的导电性，而且电磁屏蔽面料中缎纹织物形成的纵横向导电的金属纤维含量低，也会造成缎纹组织电磁屏蔽织物的导电性能比较低，所以缎纹屏蔽效能相对较差。
4 结束语
(1)由于电磁波频段较宽，应开发能够适应多频段的防电磁辐射的面料。另外，在制备防电磁辐射材料的过程中尽可能减少对环境的污染，改进制备方法，优化工艺，减少原料的浪费。
(2)混纺服装面料在日常生活中应用比较广泛，应加强其厚度、密度、紧度、纱线结构、金属纤维含量等对屏蔽效能的影响，从而可以通过纺纱工艺等方面来提高面料的屏蔽效能。
(3)在考虑优化材料的同时，也要考虑服装的可加工性、可染色性、耐洗涤性和服用性能，实现服装的美观性和舒适性，创造出真正意义上的智能服装。
参考文献：
［1］刘元军，赵晓明，李卫斌．吸波材料研究进展［J］．成都纺织高等专科学校学报，2015(3):23－29．
［2］刘元军，赵晓明，拓晓．铁氧体涂层针织物吸波材料的制备及其力学性能研究［J］．染整技术，2015(11):28－32．
论文作者:王欢
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/18
标签：屏蔽论文; 织物论文; 效能论文; 电磁波论文; 纤维论文; 金属论文; 材料论文; 《低碳地产》2016年10月第19期论文;