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数量剧增的电子器件所造成的严重电磁污染问题推动了电磁屏蔽材料和技术的巨大需求和快速发展。目前,电磁屏蔽材料的发展趋势具体表现为尺寸规模化、形态柔性化和结构轻量化。本课题基于电磁屏蔽材料的应用需求和发展趋势,以经编金属网作为纺织基底材料,从纱线可编织性评估、经编结构优化、多相复合体系构建和电磁屏蔽性能仿真等方面开展了研究。主要研究内容包括超细金属丝的可编织性能优化、经编金属网的结构设计、金属-纳米碳-高分子材料的三相复合成型、经编金属网及其复合织物电磁屏蔽性能的有限元分析。(1)研究了超细金属丝纱线的可编织性能,综合讨论了超细金属丝弯曲刚度的表征方法,阐明了纱线结构参数和动态循环载荷对金属丝可编织性能的影响规律,优化了金属丝的单丝直径、并线合股数和加捻绞距参数,并探究了超细金属丝在动态载荷作用下的刚度演变和性能衰减机理。基于典型弹性力学理论和动态弯曲响应行为,建立了动态三点弯曲模型,三点弯曲法可准确模拟金属丝在实际织造工艺中各阶段的弯曲受力情况,适用于评估金属丝纱线的弯曲行为。金属丝纱线的弯曲刚度与单丝直径呈指数级正相关,合适的直径选择有利于优化金属丝的可编织性能,为满足纱线可顺利编织的要求,将金属丝的单丝直径优选为0.027 mm。并线和加捻工艺可有效提高超细金属丝纱线的可编织性,对于双股和三股超细金属丝纱线,4.5 mm的绞距参数有利于纱线顺利编织。此外,超细金属丝纱线在循环弯曲和往复摩擦载荷下,出现塑性变形和不可逆结构响应,存在性能损耗现象。单股和三股金属丝纱线在动态载荷作用下能保持良好的性能稳定性,达到顺利织造的要求,可用做电磁屏蔽织物的编织纱线。(2)设计了四种新型的双梳一穿一空经编结构,以连续超细金属丝为纱线,采用经编技术制备了金属网,并研究了经编金属网的电磁屏蔽机理,系统地探究了金属网经编结构、金属丝材质和送经量参数对柔性经编金属网的力学性能、电学性能和微波屏蔽性能的影响规律。结果表明,当金属网结构为开口经缎结构时,金属网织物的厚度较薄(0.15 mm),质量最轻(22.51 g/m~2),力学各向同性出众(λ=0.045),法向外部承载能力较强(20.20 N),机械柔性优异(17.96 MPa),电阻率最低(3.85×10-3ohm/sq),对微波电磁辐射的屏蔽能力最强(-19.29 d B)。得益于优异的导电性能和电磁屏蔽性能,镀金钼丝网可应用于可穿戴防护领域,不锈钢丝网可应用于工程防护领域。送经量工艺参数可以调节经编金属网的电磁屏蔽效能,当送经量设置为2580 mm·480横列-1时,制得的金属网显示出最佳的电磁屏蔽效能均值(-25.52 d B)。此外,即使在大应变拉伸变形、周期性弯曲及扭转变形载荷作用下,经编金属网的电磁屏蔽性能保持率始终大于70%,表现出理想的电磁屏蔽稳定性。该导电经编金属网织物具备微米尺度的纱线直径和毫米尺度的组织单元,兼备轻量化的织物结构、工业化的生产规模、良好的力学稳定性、优异的柔韧性、永久的导电性和卓越的微波反射衰减等特性,在服装用和工程用柔性电磁屏蔽器件中显示出巨大的潜力。(3)设计了金属/高分子/纳米碳三相复合结构,以不锈钢(SS)经编网织物、聚氨酯(TPU)基质和碳纳米管(CNT)填粒为原材料,通过溶液混合和刮刀涂层工艺制备了经编金属网基复合织物,并系统研究了CNT填料浓度和TPU/CNT涂层厚度对复合织物导电性能、电磁屏蔽性能、电热转换性能和力学性能的作用规律。CNT的加入有助于在SS经编网织物基底上的TPU高分子基质中构建独特的互连导电和力学增强网络,可有效调控复合织物的力学性能、电磁屏蔽性能、导电性能和电热转换性能。该异质复合织物结合了SS经编网的微波反射特性和CNT纳米填料的微波吸收特性,在X波段(8.2-12.4 GHz)内表现出22.01 d B的有效电磁屏蔽效能,复合织物的屏蔽效能相比于纯金属网提高了263%。在重复1000次弯曲加载-卸载变形后,复合织物的电磁屏蔽效能保持了初始值的近90%。此外,该协同导电网络具备优异的电导率(1348 S/m)和卓越的电热转换能力(91.1℃)。多尺度碳纳米填料-经编金属网异质结构的构建可赋予复合织物卓越的导电性能、有效的电磁屏蔽性能、优异的力学性能和高效的电热转换性能,并为柔性、轻质、大规模和多功能建筑篷盖用电磁屏蔽材料的结构设计开辟了一条新路径。(4)开发了扫略纺织结构关键位点的建模方法,构建了经编金属网及其复合织物的三维高精度模型,运用电磁场仿真软件HFSS分析了网孔结构、金属丝材质和微结构参数对经编金属网及其复合织物电磁屏蔽性能的影响规律。三维织物模型与真实经编结构高度相似,为后续电磁性能仿真的准确性奠定了基础。开口经缎金属网的电磁屏蔽效能仿真值最高(-18.24 d B),每个金属丝交织区域都是可能的微型屏蔽场,始终为电磁波辐射时电场强度最大的区域,极易出现内部多重反射效应。金属网的电磁屏蔽性能与金属丝材质的导电性能呈正相关,镀金钼丝网具备优异的电磁波衰减能力(-23.69d B)。CNT负载量为10 wt%且TPU/CNT涂层厚度为0.20 mm的SS@TPU/CNT复合织物的电磁屏蔽效能仿真值为22.23 d B,比未涂覆的SS经编网的电磁屏蔽效能提高212%,验证了金属/高分子/纳米碳三相复合体系屏蔽电磁波的有效性。有限元仿真软件中的电磁屏蔽性能可视化功能有助于探究织物的电磁响应机理,有限元模型仿真的电磁屏蔽效能均值与实测均值接近,预测的网孔结构、金属丝材质和微结构参数对经编金属网及其复合织物电磁屏蔽性能的影响机理都与实验测试结果一致,证实了有限元仿真方法在经编金属网及其复合织物的结构设计和性能预测方面的可行性及有效性。