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目前传统电磁屏蔽织物大部分通过反射电磁波达到防护作用,易对附近仪器设备产生电磁干扰,或对周围人体造成电磁损伤,且极易在制成品的腔体内形成多次反射,对防护对象造成更大伤害。为了解决上述问题,本论文采用多介质配伍研究电磁屏蔽织物的屏蔽性能及吸波性能影响规律,使得其在保证人体不受电磁波辐射的同时,具有一定的吸波性能。
本课题从织物参数、电磁波参数和材料空间排列结构三个方面开展电磁屏蔽织物屏蔽及吸波性能的研究。根据电磁屏蔽机理和预实验确定实验材料分别为碳纤维、碳纳米管纤维、镀银纤维、不锈钢纤维。首先设计电磁屏蔽织物,改变织物参数中的密度和材质,研究织物参数配伍对电磁屏蔽织物屏蔽性能及吸波性能的影响;改变多种材料混纺比例,研究不同类型材料配伍对电磁屏蔽织物屏蔽性能及吸波性能的影响。然后设计纤维排列模型,研究电磁波参数中的极化方向和频率大小对织物电磁屏蔽性能及吸波性能的影响。最后研究谐振环代替材料空间排列结构模型,通过改变谐振环结构参数,研究材料空间结构对织物电磁屏蔽性能及吸波性能的变化规律。采用小窗法屏蔽效能测试箱和弓形法高精度反射率测试系统等仪器,测试实验样品的屏蔽性能和吸波性能。
通过对不同织物参数配伍的测试数据、不同材料配伍的测试数据、不同电磁波参数的测试数据和不同材料空间结构的测试数据分析,可以得出关于多介质电磁屏蔽织物屏蔽性能和吸波性能的结论和规律。当改变织物参数配伍时,屏蔽性能和吸波性能有明显的变化:织物采用相同材质、不同密度时,随着密度的增加,屏蔽性能和吸波性能均有提升,屏蔽性能最好的密度为260根/10cm;相同密度,不同材质时,电导率越高,屏蔽性能好,吸波性能相对较差;镀银纤维的屏蔽性能好,碳类纤维的吸波性能较好;当改变不同种类材料配伍比例时,金属纤维与碳纳米管纤维为2∶1,密度为260根/10cm时,织物的屏蔽性能和吸波性能均有明显的提升,屏蔽性能最大值为52dB,反射率最小为-30dB。改变电磁波极化方向和频率大小,电磁波以垂直极化方向入射时,织物的屏蔽性能大于水平极化时;测试屏蔽范围为高频时,织物的吸波性能最好,低频时织物的屏蔽性能最好。改变谐振环结构参数,织物的屏蔽性能随着谐振环尺寸和边数增大而降低,谐振环外环尺寸为4mm的正四边形时,屏蔽性能最好,最大值为53dB。
本课题研究有助于提高电磁屏蔽织物的吸波性能,为多介质电磁屏蔽织物的开发提供一定的设计原则,对谐振环应用在电磁屏蔽织物上奠定了基础。
本课题从织物参数、电磁波参数和材料空间排列结构三个方面开展电磁屏蔽织物屏蔽及吸波性能的研究。根据电磁屏蔽机理和预实验确定实验材料分别为碳纤维、碳纳米管纤维、镀银纤维、不锈钢纤维。首先设计电磁屏蔽织物,改变织物参数中的密度和材质,研究织物参数配伍对电磁屏蔽织物屏蔽性能及吸波性能的影响;改变多种材料混纺比例,研究不同类型材料配伍对电磁屏蔽织物屏蔽性能及吸波性能的影响。然后设计纤维排列模型,研究电磁波参数中的极化方向和频率大小对织物电磁屏蔽性能及吸波性能的影响。最后研究谐振环代替材料空间排列结构模型,通过改变谐振环结构参数,研究材料空间结构对织物电磁屏蔽性能及吸波性能的变化规律。采用小窗法屏蔽效能测试箱和弓形法高精度反射率测试系统等仪器,测试实验样品的屏蔽性能和吸波性能。
通过对不同织物参数配伍的测试数据、不同材料配伍的测试数据、不同电磁波参数的测试数据和不同材料空间结构的测试数据分析,可以得出关于多介质电磁屏蔽织物屏蔽性能和吸波性能的结论和规律。当改变织物参数配伍时,屏蔽性能和吸波性能有明显的变化:织物采用相同材质、不同密度时,随着密度的增加,屏蔽性能和吸波性能均有提升,屏蔽性能最好的密度为260根/10cm;相同密度,不同材质时,电导率越高,屏蔽性能好,吸波性能相对较差;镀银纤维的屏蔽性能好,碳类纤维的吸波性能较好;当改变不同种类材料配伍比例时,金属纤维与碳纳米管纤维为2∶1,密度为260根/10cm时,织物的屏蔽性能和吸波性能均有明显的提升,屏蔽性能最大值为52dB,反射率最小为-30dB。改变电磁波极化方向和频率大小,电磁波以垂直极化方向入射时,织物的屏蔽性能大于水平极化时;测试屏蔽范围为高频时,织物的吸波性能最好,低频时织物的屏蔽性能最好。改变谐振环结构参数,织物的屏蔽性能随着谐振环尺寸和边数增大而降低,谐振环外环尺寸为4mm的正四边形时,屏蔽性能最好,最大值为53dB。
本课题研究有助于提高电磁屏蔽织物的吸波性能,为多介质电磁屏蔽织物的开发提供一定的设计原则,对谐振环应用在电磁屏蔽织物上奠定了基础。