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磁控溅射制备电磁屏蔽纺织材料的性能研究

作 者: 洪剑寒
导 师: 王鸿博
学 校: 江南大学
专 业: 纺织工程
关键词: 磁控溅射 银靶 电磁屏蔽 纳米结构 导电性能 PET纺粘非织造布
分类号: TS106
类 型: 硕士论文
年 份: 2007年
下 载: 215次
引 用: 2次
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内容摘要


随着电子产品在人民生活中的日益普及,电磁波对人体健康的影响越来越明显,如何减少电磁辐射对人体的造成的伤害越来越受到人们的重视。本文简要介绍了电磁辐射的对人体的伤害、国内外在电磁屏蔽织物方面的研究现状;分析了目前国内外在电磁屏蔽织物方面的主要研究成果,包括采用金属纤维与服用纤维混纺织物、化学镀层织物、金属喷镀织物、多离子织物以及纳米后整理织物等,以现有的方法制备电磁屏蔽织物,或手感差,或屏蔽效能较低,或对环境产生污染,或整理剂易脱落等。本论文使用无任何污染的干性处理方法,即物理气相沉积技术--磁控溅射法,以银为靶材,在纺织材料上沉积纳米级别厚度的薄膜,在不改变织物基本性能的情况下赋予织物导电、抗电磁辐射以及其他纺织品本身所不具备的功能。本文采用磁控溅射法在非织造基材上沉积纳米结构银薄膜,通过改变不同参数条件,如薄膜厚度、溅射功率以及氩气压强,用原子力显微镜(AFM)观察工艺参数对薄膜形貌结构和溅射速率的影响,结果显示膜厚、溅射功率和氩气压强对薄膜的形貌结构都产生影响;探讨了磁控溅射法沉积纳米银在纺粘非织造布基材上的成膜过程;溅射工艺参数除了影响银膜的形貌结构外,同时影响银膜的物理性能,通过四探针测试仪测定薄膜方块电阻值,分析了工艺参数对银膜导电性能的影响,结果显示在薄膜达到一定厚度以后,其导电性能随着膜厚的增加而增强,随着溅射功率的增加,相同厚度薄膜的导电性能下降;随着氩气压强的增大,相同厚度薄膜的导电性能先下降后提高;根据ASTM D4935-99标准测试镀膜织物的电磁屏蔽效能(SE),测试结果显示SE值随着薄膜厚度的增加而增大,膜厚为100纳米时SE值达到了26dB以上(屏蔽率大于99.7%),根据测得的SE值,建立了膜厚对屏蔽效能影响关系的回归方程,预测不同厚度的薄膜的SE值,根据公式,沉积有500纳米银薄膜的非织造布其屏蔽效能达到56.46dB,表现出良好的屏蔽效能;论文还对镀膜非织造布表面元素进行了定性及定量分析,分析结果显示,随着膜厚的增大,非织造布表面的银元素含量增加。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章 课题的背景及研究的内容  7-13
  1.1 电磁辐射的来源及电磁辐射对人体的危害  7-9
    1.1.1 电磁辐射的来源  7
    1.1.2 电磁辐射对人体的危害  7-8
    1.1.3 电磁波作用于人体的频段及其相应特性以及主要家用电器辐射主频率  8-9
  1.2 电磁屏蔽织物  9-12
    1.2.1 国内外电磁屏蔽织物的研究现状  9-10
    1.2.2 电磁屏蔽织物的评价  10
    1.2.3 电磁屏蔽织物电磁屏蔽的理论基础  10-12
  1.3 本课题的研究内容  12
  1.4 本课题相关内容研究现状  12-13
    1.4.1 磁控溅射法制备薄膜的结构研究现状  12
    1.4.2 磁控溅射法制备薄膜的性能研究现状  12-13
第二章 磁控溅射镀膜系统及测试手段  13-18
  2.1 磁控溅射  13-15
    2.1.1 磁控溅射原理介绍  13-14
    2.1.2 本实验所用磁控溅射镀膜系统  14-15
  2.2 测试手段  15-18
    2.2.1 原子力显微镜  15-16
    2.2.2 直线四探针测试仪  16
    2.2.3 扫描电子显微镜  16-17
    2.2.4 EDX  17-18
第三章 磁控溅射银膜结构及表面形貌研究  18-31
  3.1 实验材料与实验仪器  18
  3.2 实验方法  18
  3.3 结果与讨论  18-26
    3.3.1 厚度对银膜结构及表面形貌的影响  18-21
    3.3.2 功率对溅射速率与银膜结构及表面形貌的影响  21-23
    3.3.3 压强与溅射速率的关系以及压强对银膜结构及表面形貌的影响  23-26
  3.4 织物表面元素分析  26-28
  3.5 非织造基磁控溅射AG 薄膜生长过程分析  28-30
  3.6 小结  30-31
第四章 薄膜导电性能和电磁屏蔽性能研究  31-38
  4.1 实验材料与实验仪器  31
    4.1.1 实验材料  31
    4.1.2 实验仪器与试剂  31
  4.2 实验步骤与方法原理  31-33
    4.2.1 材料预处理  31
    4.2.2 导电性能测试  31
    4.2.3 薄膜均匀性评价指标  31-32
    4.2.4 电磁屏蔽效能测试  32
    4.2.5 纳米银镀层电磁屏蔽原理的模型建立  32-33
  4.3 结果与讨论  33-35
    4.3.1 薄膜厚度对导电性能的影响  33-34
    4.3.2 溅射功率对薄膜导电性能的影响  34
    4.3.3 氩气压强对薄膜导电性能的影响  34-35
  4.4 电磁屏蔽效能测试  35-37
  4.5 小结  37-38
第五章 结语  38-39
  5.1 结论  38
  5.2 本课题不足及展望  38-39
致谢  39-40
参考文献  40-42
附录1  42-43
附录2  43-52

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 一般性问题 > 混纺织物
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