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关 键 词：导电布，涤纶，镍，铜，磁控溅射，电镀，电磁屏蔽 作 者：余凤斌，夏祥华，耿秋菊，方莉，刘贞 内 容： 1前言 电子信息产业的快速发展，特别是高技术、大功率的电子电气设备的广泛应用，形成了复杂的电磁环境污染。电磁波不仅会造成电子产品的相互干扰，而且还会对人体健康带来严重的威胁[l-4]。电磁屏蔽是控制电磁污染的有效手段。金属织物是一种很好的电磁屏蔽材料，它利用金属材料对电磁场的反射和传导作用来隔离电磁辐射，集织物的柔韧性和金属的导电性于一体，是理想的电磁屏蔽材料l在电子工业迅猛发展、人们环保意识日益增强的今天，电磁屏蔽材料越来越显示出巨大的市场潜力，受到广泛关注。 目前制备电磁屏蔽织物的主要方法有：一、不锈钢纤维化后再与其它纤维混纺，织成具有电磁防护功能的特殊布，但在传统的纺织设备上进行含有金属纤维的纺织加工时，必须采取特殊措施，否则不能正常进行[5]；二、采用化学镀的方法(又称湿法)，通过水溶液中的化学反应，金属还原成原子或分子而沉积在织物表面，但该法对环境污染较大[6]。本文采用真空磁控溅射和连续电镀的方法在织物上镀上金属，该工艺可以根据需要镀上不同厚度的金属镀层，镀层的附着力良好，成本低廉，克服了化学镀的污染，是一种很有前途的电磁屏蔽织物的制备方法[71。制成的材料除了适合用于航天、军事设施的屏蔽和室内屏蔽之外，还适用于电子及精密仪器的屏蔽件。 2实验部分 2．1材料 涤纶长丝平纹织物，规格为84T，其性能见表l。 表1涤纶织物的性能 Table l Properties of polyester fabric
2．2设备及工艺参数 真空磁控溅射采用镍靶，真空度0．38 Pa，电流8．7A，电压560V。直流电镀采用YNDF电镀电源(中山怡能电气有限公司)。电镀镍的镀液组成及工艺条件为：2809／L NiS04，35g／L NiCl2，40g／L H3803，温度42℃，pH 8．8，电流59A，电压4．2 V。电镀铜的镀液配方及工艺参数为：60～70g／L焦磷酸铜，280～320g／L焦磷酸钾，20～25g／L柠檬酸铵，2～3mL／L氨水，温度47．5℃，pH 4．2，电流73 A，电压7．5 V。所用试剂均为CP级， 2．3电磁屏蔽织物的制备 工艺流程：除油一水洗一粗化一水洗一烘干一真空镀一电镀铜一电镀镍。在上述的工艺流程中，要保证布面平整，并且要求每一步对涤纶织物处理均匀。 2．4性能测试 采用ZY9987型数字式微欧计(上海正阳仪表厂)测试样品的方块电阻，每个试样测试l0处取平均值；将电镀后的试样在MCJ-01A磨擦试验机(济南兰光机电技术有限公司)上进行耐磨性能测试，任取250mm×300mm试样，压块2kg，平磨500次，同时测定织物表面电阻随摩擦次数的变化情况。采用XLW智能拉力试验机(济南兰光机电技术有限公司)测试样品的附着力，任取250mm×300mm试样进行强力胶带(胶带附着强度大于8 N／25mm)180。剥离试验，速度为500mm／min。屏蔽效能的测试标准为GB l2190-2006《电磁屏蔽室屏蔽效能的测量方法》和QJ 2809—1996《平面材料屏蔽效能测量方法》。根据GB l2190-2006测量时，将样品放置在屏蔽室开口上并压紧，屏蔽室测试窗尺寸为300 mm×300 mm。根据QJ 2809—1996测量时，将样品放置在法兰同轴传输线中间。 3结果与分析 3．1织物外观及附着力 采用上述工艺制备的电磁屏蔽织物表面平整，有金属光泽，无油污、脏点，色泽均匀。对织物进行l800剥离实验后，发现胶带上仅有少量点状金属剥离。电阻测量结果表明，剥离实验后样品的电阻并无明显变化。由此可见，采用该方法制得的样品附着力良好。 3．2织物的表面电阻及耐磨性能 织物的表面电阻较小，横向电阻为0．034Ω／sq，纵向电阻为0．036Ω／sq，因此导电性良好。织物的表面电阻随摩擦次数的变化见图1。由图1可以看出，摩擦500次后织物仍具有良好的导电性(未处理的织物为绝缘体)，这表明织物与镀层的结合较好。镀层有一定厚度，摩擦过程中其厚度减小，但镀层的均匀性没有受到明显影响，所以织物的电阻变化趋势平稳。随着摩擦次数的增加，镀层厚度减小到一定程度，则织物表面镀层的均匀性受到影响，因此表面电阻变化也明显[8]。由于织物的电磁屏蔽性能与导电性有关，因此随着摩擦次数的增加，电磁屏蔽性能有下降的趋势。
图1织物表面电阻与摩擦次数的关系 Figure l Relationship between electric resistance of fabric surface and friction times 3．3织物的屏蔽性能 样品在1 kHz～1．5 GHz的屏蔽效能变化如图2所示。在该频段，样品的屏蔽效能可达70 dB。样品在1．5 GHz～40 GHz的屏蔽效能也超过60 dB(见图3)。说明该织物在很宽的波段内具有良好的电磁屏蔽效能。
图2根据QJ 2809-1996测得的电磁屏蔽效能 Figure 2 EMI shielding effectiveness of fabric based on QJ 2809-1996
图3根据GB l2190-2006测得的电磁屏蔽效能 Figure 3 EMI shielding effectiveness of fabric based on GB l2190-2006 4结论 采用真空磁控溅射和电镀的方法制备了电磁屏蔽织物，其导电性能较好，且具有良好的耐磨性，结合力强，在很宽的波段内屏蔽效能均在60 dB以上，可以满足各种条件下的电磁屏蔽要求。 参考文献： [1] 张卫东，陶振英．电磁辐射污染的危害[J]．锦州师范学院学报(自然科学版)，2001，22(3)：59-61． [2] HONG Y K，LEE C Y，JEONG C K，et al．Electromagnetic interferenceshielding characteristics of fabric complexes coat，ed with conductivepolypyrrole and thermally evaporated Ag,m Curr Appl Phys，2001，1(6)：439一“2． [3]3 SOTO-OVIEDO M A，ARAUJO O A，FAEZ R，et al．Antistatic coatingand electromagnetic shielding properties of a hybrid material based onpolyaniline／organoclay nanocomposite and EPDM rubber[J]．Synth Met，2006，156(18／20)：1249—1255． [4]HUANG C Y，MO W W，ROAN M L．Studies on the influence ofdouble-layer electroless metal deposition on the electromagneticinterference shielding effectiveness of carbon fiber／ABS composites[J]SurfCoat Technol，2004，184(2／3)：163．169． [5] 汝强，胡社军，胡显奇，等．电磁屏蔽理论及屏蔽材料的制备哪．包装工程，2004，25(5)：21—23． [6] 刘国华，王文祖．电磁辐射防护织物的歼发[J]．产业用纺织品，2003，21(6)：16-18． [7] 夏芝林．一种玻璃纤维织物导电材料的制备方法：中国，031121581．6[P]．2003—)9．24． [8] 詹建朝，张辉，沈兰萍．涤纶织物化学镀镍的研究[J]．上海纺织科技，2006，34(6)：15-18．
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