磁控溅射镀银非织造布电磁屏蔽效能

  ｒｅｓｄｔ ｒｅｖｅａｌｓ ｔ｝ｌａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｓ

  波长珊｝Ｉｚ 图４ ４种测试样品在３０ｋＨｚ一１５００ＭＨｚ的电磁屏蔽效能 表２样品在典型频率点处的电磁屏蔽效能

  １００ＭＨｚ ３（】ｏＭＨｚ ５００ＭＨｚ ８００Ｍ｝｛ｚ ｌ ２００ＭＨ２

  从而形成新的吸波通道，同时纳米尺度的银颗粒表面 层附近的原子密度减小，造成光吸收增强、磁性能增强 等Ｌ¨１０１，从而增大对电磁波的吸收。

  时，还未形成连续薄膜。这与前期实验中原子力显微 镜对薄膜表面结构观察结果相符合一Ｊ Ｊ。 ２．２电磁屏蔽效能（见图４） 图４中曲线

  摘要：以ＰＥＴ纺粘非织造布为基材，用磁控溅射真空镀膜技术在基材上沉积不同厚度的纳米结构银薄膜．采用ｘ射线能谱 分析方法分析了镀膜织物表面的元素性质以及元素成分随薄膜厚度变化的情况，并参照ＡＳＴＭ １９４９３５—９９测试了它 们的电磁屏蔽效能。结果显示，当薄膜厚度大于５０ ｎｌｎ时，才能在基材表明产生连续态，织物表面基本被银原子覆盖； 沉积有银膜的非织造布获得了一定的抗电磁辐射性能，而且随着薄膜厚度的增大，非织造布对各个波段电磁波的屏 蔽效能随之增大，薄膜厚度达到１００ ｉｌｍ时，其ＳＥ值达到了２８ｄＢ左右，获得了较好的屏蔽效能。 关键词：非织造布；电磁辐射；测试：Ｘ射线能谱分析 中图分类号：ＴＳｌ０１．３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１之０４４（２０１０）０２—００２０—０３

  —ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ｓｉｌｖｅｒ ｆｉｌｍｓ ｏｂｔａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｎｏｎｗｏｖｅｎ；ｅｌｅｅｔｒｏｍａｇｎ，ｅｔｉｃ ｒａｄｉａｔｉｏｎ；ｔｅｓｔｉｎｇ；ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ—ｒａｙ

  对沉积不同厚度银膜的非织造布进行电磁屏蔽效能的 测试，研究薄膜厚度对其电磁屏蔽效能的影响。

  实验材料、仪器及试剂 采用涤纶纺粘非织造布（１００９／ｍ２），制备４个外

  一定的导电性能，从而获得电磁屏蔽性能。用于纺织 品的镀层技术主要有电镀、化学镀等‘Ｉ．２ｌ，这两种方法 径１１５ ｍｉｌｌ、内径１２ ｍｍ的圆环状试样。

  ＡＳＴＭ Ｄ４９３５－－９９ Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｍｅ４ｌｓｕｒｉｎｇ ｔｈｅ

  收稿日期：２００９－－－０８－３１ 作者简介：洪剑寒（１９８２－）。男，安徽黄山人，工学硕士，讲师．主要是做功 能纺织品的研究和教学

  样品 编号 ｓＥ，据 屏蔽宰 ｓＥ，ｄＢ 屏蔽率 ｓＥ，瞧 屏蔽宰 ｓ酣ｄＢ 屏蔽率 ｓＥ，ａＢ 屏蔽率 ／％ ／％ ／％ ／％ ／％

  ｘ射线能谱分析显示，以磁控溅射技术在ＰＥＴ纺 粘非织造布基材上沉积纳米结构银薄膜，其厚度较小 时不能在基材表明产生连续薄膜，当厚度大于５０／＇ｌｍ 时，才能形成连续薄膜。基材表面基本被银原子覆盖。 随着薄膜厚度的增大，镀银非织造布对电磁波的

  ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ．Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｆｉｌｍ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｆｉｌｍ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｎｃｒｃａｓ髓ｔＯ １００ｒｉｍ．ｉｔｓ ＳＥ ｖａｌｕｅ ｃｏｍｅｓ ｔｏ ａｂｏｕｔ ２８ｄＢ ａｎｄ ｏｂｔａｉｎｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｇｒａｄｕａｌｌｙ∞ｔｈｅ

  术由于其薄膜与基材结合牢度高，膜层分布均匀致密， 不产生环境问题等优点而在玻璃、陶瓷、金属镀膜等方 面得到普遍应用一Ｊ，目前在纺织品方面也有多的研 究，大多分布在在薄膜纳米结构的表征以及抗菌、防紫外 和导电等功能性纺织品上。 本文以磁控溅射技术在ＰＥＴ纺粘非织造布基材

  图３所示为图１中所对应的织物表面元素的ｘ射 线ｎｍ），表ｌ所示为不同膜厚的 织物表面元素的含量分析。

  ｓｉｌｖｅｒ ｆｉｌｍｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｓａｉｄ

  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ－ｃｏａｔｅｄ ｌｌＯｌｉｗｏｖｅｌｌ ｆａｂｒｉｃ ｄｅｐｏｓｉｔｅｄ ｂｙ ｍａｇｎｅｔｒｏｎ ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ

  ＨＯＮＧ Ｊｉａｎ．ｈａｎｌ，ＨＡＮ Ｘｉａ０２，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇ．ｂｏ’ （１．Ｓｕｒｋｏｕ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＴｒａｄｅ＆Ｃｏｍｍｅｒｃｅ。Ｓｕｚｈｏｕ ２１５００８，Ｃｈｉｎａ；２．Ｊｉｎｇ，ｉｔｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｕｚｈｏｕ ２１５０１）０，Ｃｈｉｎａ） （３．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｅｅｏ—ｔｅｘｔｉｌｅ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｊｉａｎｇｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗ ｕ】【ｉ ２１４１２２．Ｃｈｉｎａ）

  为减少电磁辐射的危害，人们一方面对电磁波进 行屏蔽．减少辐射量，另一方面研制有效的防护材料进 行个体防护，电磁屏蔽织物即是研究的重要内容之一。 赋予织物优良的导电或导磁性能即可形成良好的电磁 屏蔽织物，镀层技术能在织物上形成金属薄膜，获得

  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ・ｊｔｉｃ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ Ｅｆｆｅｃｄｖｅｎｅｓｓ ｏｆ Ｐｌａｎａｒ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ

  ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｆ ｎｏｎｗｏｖｅｎｓ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｅ

  器中震动清洗３０ ｍｉｎ。在清洗过程中为防止丙酮挥 发。用保鲜膜将烧杯口封严。结束后取出非织造布，用 蒸馏水清洗多次直到无刺激性气味；放入烘箱在５０。（２ 下烘于，取出密封保存备用。 １．２．２纳米银薄；摸制备 将预处理好的ＰＥＴ纺粘非织造布固定在磁控溅 射设备的样品架上，采用Ａｇ（９９．９９％）靶材，以射频溅 射法在非织造布基材上制备纳米薄膜。为减少气体杂 质对靶材的污染，提高薄膜的性能，先将反应室抽至本 底负压５×１０～Ｐａ，然后充入高纯氩气（９９．９９９％）至 设定压强。靶材与基材之间的距离为１０ ｃｍ。为使溅 射出的银粒子能均匀附着在基材上，减少因银原子入 射方向而带来的自身阴影效应，实验过程中，样品架以

  溅射设备，沈阳聚智科技有限公司制；织物表面化学元 素的定性及半定量分析采用［ＮＧＡ Ｘ型射线能谱仪 （ＯｘＦＯＲＤ）；电磁屏蔽效能测试采用８７５３ＥＳ型矢量 网络分析仪（Ａｇｉｌｅｎｔ），包括１０ ｄＢ衰减器、两根同轴电 缆和ＤＮｌ０１５Ａ同轴夹具；材料清洗采用ＫＱ一５０Ｂ型 超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司制；试样的烘 干采用Ｙ８０２Ａ型八篮恒温烘箱，常州纺织仪器厂制。 试剂使用丙酮，国药集团化学试剂有限公司制。 １．２实验方法

  Ｉ上海纺织科技ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＴＥＸＴＩＬＥ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

  （１．苏州经贸职业技术学院，江苏苏州２１５００９；２．瑕之毅纺织自限公司，江苏苏州２１５０００） （３．江南大学生态纺织科学与技术教育部重点实验室，江苏无锡２１４１２２）

  ｒ／ｍｉｎ的转速旋转。 实验过程中，保持溅射功率为１２０ Ｗ，真空反应室

  内氩气压强为３．０ Ｐａ，流量为２０ＳＣＣＭ不变，制备４块 银膜厚度不同的试样，厚度分别为２５

  １．２．３织物表面：元素分析 采用ｘ射线能谱分析（ＥＤＸ）对织物表面元素进 行定性及定量分析，测试条件为室温２２ｃＣ，相对湿度 ６５％。试验过程中对沉积正面的纤维表面取一范围进 行分析，如图ｌ所示。

  波的电磁屏蔽效能。表２所示为镀膜非织造布在典型 频率点１００、３００、５００、８００ ＭＨｚ和１。２ ＧＨｚ（图４各曲 线中所标三角处）的ＳＥ值。 萼５０

  达到了３０ ｃＩＢ．９９．９％的电磁波被屏蔽。 银膜除按上述机理对电磁波进行屏蔽外，相对于 一般的金属屏蔽材料，其特殊的纳米结构也对电磁波 的屏蔽产生重要影响。由于组成银膜的银颗粒尺寸为 纳米级∞，７Ｊ，银颗粒费米面附近电子能级由准连续变 为离散能级，量子尺寸效应使银颗粒的电子能级发生 分裂，分裂的能级间隔有些正处于微波的能量范围内，

  由表ｌ能够准确的看出，随着薄膜厚度的增大，银元素的 原子数量百分比和质量百分比均呈增大趋势。薄膜厚

  度从２５ ｎｌｎ增大到１００ ｎｌｎ时．银元素的原子数量百分 比从６１．７８％增大到９２。３６％。由于ＥＤＸ并非纯表面 分析技术，而是Ｘ射线，会透过一定深度探测到银膜 之下的织物表面元素，因此能认为当薄膜厚度达到