0 前言

随着电子信息的快速发展，电子电气设备在各行各业中得到广泛的应用，但是电磁波在促进人类文明进步的同时也带来一定的负面影响。比如电磁波会干扰飞机的通讯系统、驾驶系统等，使之不能正常起飞；电磁波影响医院一些检测设备的信号传输，使之不能正常工作；由于电磁波可以负载信息，又有信息泄露的危险；而且电磁波还会对人的身体健康造成伤害[1-2]，成年人体内水的含量占人体重量的70%左右，人体内水分子受到电磁辐射后相互摩擦，产生致热效应等，从而导致机体温度上升，对人体器官、组织和系统产生不同程度的危害[3]。为了减小或避免上述电磁辐射造成的影响，可使用电磁屏蔽材料作为防护手段。电磁屏蔽材料是一种阻止电磁波的传播与扩散，将辐射能限定在安全范围内，减少电磁波的危害的防护材料[4]。在电磁防护工程中占有重要的地位，拥有良好的发展空间。

1 电磁屏蔽原理

电磁屏蔽就是利用屏蔽体对电磁能流进行反射、衰减等作用使之不能进入到屏蔽区域。通常屏蔽材料对空间某点的屏蔽效果用屏蔽效能(SE)表示。屏蔽材料的损耗方式通常分为3种：吸收损耗、反射损耗和多重反射损耗[5]。电磁屏蔽示意图如图1所示，其中A表示吸收因子，R表示反射因子，B表示多次反射损失。

图1 电磁屏蔽示意图

1.1 电磁屏蔽测试方法

电磁屏蔽效能是测试材料电磁屏蔽效果的重要指标，是指屏蔽材料放置前后的磁场强度、电场强度或者功率比值，单位为dB，表示为：

USDA11月报告将2018/2019年度阿根廷大豆产量预测值调整至5550万吨，低于上月预测的5700万吨，但仍比上年因为干旱而严重减产的3780万吨产量高出47%。预计出口量维持800万吨，高于2016/2017年度703万吨及2017/2018年度的211万吨。

其中H1、E1、P1分别是没有放置屏蔽材料时候的磁场强度、电场强度和功率，而H2、E2、P2表示放置屏蔽材料后的磁场强度、电场强度和功率，而SEH、SEE和SEP称为磁场屏蔽效能、电场屏蔽效能和功率屏蔽效能。

由于放置屏蔽材料前较放置后的磁场强度、电场强度和功率都大，也就是H1> H2，E1> E2，P1> P2，故屏蔽效能SE为正值。根据被保护目标对屏蔽材料的屏蔽效能的要求不同，SE的范围也不一样。一般SE≥20 dB即认为有90%的电磁波被屏蔽，该材料有良好的屏蔽效果[5]。电磁屏蔽效能在35 dB时能基本满足民用要求，军方屏蔽效能要求更高，大约在75 dB及以上[4-5]。

观察组——性别统计，男：女=16：8；年龄统计，上限为15岁，下限为5岁，平均为（10.35±2.19）岁。

1.2 电磁屏蔽效能性能指标

根据带通仿真结果,需要设计一款截止频率在6 GHz,并且在9 GHz处抑制超过25 dB的低通滤波器。通过MATLAB低通设计程序仿真得出低通模型的物理尺寸,并在HFSS中搭建相应模型,进行仿真调试。其模型及仿真结果如图5所示。

金属纤维具有反射电磁波这一特性，作为电磁损耗材料，可与其他纤维以混纤、混纺、并捻、交织等方式混用织造成织物，以供服用穿着。

到了24周，宝宝体重约650克，4周时间里从20周的300克又增重了350克，平均每周增重90克左右。这时会发现宝宝增重加快了，从16～20周每周的45克到每周90克。相对而言孕妈妈也应该开始增加增重幅度了，每周应该在250克左右，这样到24周，孕妈妈从孕前开始可以增重4千克左右。其中大约2.5千克是必需增重的，1.5千克是为将来母乳喂养宝宝做准备的。

2 电磁屏蔽材料国内外研究现状

2.1 表层导电型屏蔽材料

表层导电型屏蔽材料是在绝缘体比如普通织物、塑料等表层附着一层导电层，以反射损耗为主从而达到屏蔽效果。常用方法有化学镀金、真空喷射、电沉积法等。王路[6]用化学镀法在塑料表层镀以金属铜为底层、镍为表层的镀层，当在30MHz～1000MHz频率范围内，当1.27μm复合镀层时，其屏蔽效果为60dB～120dB。Hou L等[7]在聚乙烯上镀Cu-Co-P涂层，电镀温度在35℃时间25 min时，表面最均匀致密，经测试频率在30MHz～1000MHz，屏蔽效果EMI SE > 99.999%，屏蔽效果最好。Yao K等[8]人在2016年利用电沉积法制备致密柔性屏蔽涂层织物，基布选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，俗称涤纶树脂，分别涂上Ni-Fe-P和Ni-P合金图层，对电磁屏蔽效能(SE)进行了测试，结果表明，加工条件在60℃，pH为1.5，电流密度为8.7A/dm2时织物富有致密、光滑、均匀的涂层，屏蔽效果最好；非晶态Ni-Fe-P涂层织物的屏蔽效能优于Ni-P涂层织物，在300kHz～1.5GHz宽频范围内屏蔽效能达69.20 dB～80.30 dB。Liang Q[9]利用在竹纤维织物上镀银的手段制作柔性电磁屏蔽材料，在频率0.2MHz～1000MHz，屏蔽效能高于40 dB，基本满足民用。

本文选取2007年到2016年共计10年的统计数据，原始数据如表4所示。其中人均可支配收入数据来自《中国统计年鉴》，婴幼儿配方乳粉进口量，进口平均价格来自《中国奶业年鉴》，对美元的平均汇率、国内产量数据来自网络公开资料，抽检合格率数据来自国家食品药品监督管理局网站。

这种表层导电屏蔽材料通常具有良好的导电性和屏蔽效能，但缺点是表层容易脱落，二次加工性能较差，使用寿命较短。

2.2 填充复合型电磁屏蔽材料

填充复合型屏蔽材料是由电绝缘性能较好的材料、导电性能较好的材料以及其他一些添加剂组成，再经过挤出成型等工艺加工的屏蔽材料。这类电磁屏蔽材料常用的合成树脂有聚苯醚、聚丙烯、ABS、尼龙、热塑性聚醋和橡胶等[10]。常用的导电材料有金属纤维、金属粉末、碳系材料、石墨烯等。填充复合型屏蔽材料成型与屏蔽一体加工，具有加工方便、可大量生产等优点，但是同时又具有导电性较差、屏蔽效能较低、加入填充料后材料的物理机械性能有所下降等缺点。

石墨烯是电磁屏蔽领域中理想的电磁屏蔽导电材料，单层石墨烯只有一个原子层厚度，是目前世界上已知的最薄最坚硬的材料[11]。Shen B等[12]人利用涤纶无纺布作为加强层，由高含量石墨烯的热塑性聚氨酯(TPU)作为导电涂层的3D锯齿状折叠三维复合材料。这种三明治结构的材料在石墨烯20 wt%(重量百分数)、涂层厚度为50 μm时不仅具有很好的物理性能，比如强力、柔软性等，在频率5.4GHz～59.6GHz的宽频范围内屏蔽效能SE≥20 dB，能满足屏蔽效果。这种3D锯齿结构可以有效增强屏蔽效能，而且较小夹角的织物导电性能较好，屏蔽效能也越好。碳系填充应用广泛，Wu J[13]研究的活性炭纤维填充复合材料，在1GHz～1.5GHz频段屏蔽效能达39 dB。金属填充系包括金属粉末和金属纤维，顾哲明[14]将银粉和环氧树脂固化成的导电银胶涂敷于聚酯基板上，并测试其不同频率波段的屏蔽效能，银基填充复合材料对高频磁场有明显的屏蔽作用，涂层厚度越厚屏蔽效能越高。

2.3 本征导电高分子电磁屏蔽材料

金属与合金类屏蔽材料应用最早，但是该材料具有密度大、易腐蚀、不透气、不易散热等缺点，制约了其应用领域。尤其是对电子仪器繁多的飞机和宇宙飞船等更要求在做到电磁屏蔽的同时减轻质量以降低能耗。因此，密度小、耐腐蚀性能好、透气性好、成本低的新型电磁屏蔽材料倍受青睐，众多研究人员进行了研究，比如新型碳基高分子泡沫复合材料等，由于具有上述一些优点，近年来被广泛研究[21-22]。

姜伟等[18]研究了影响防微波辐射性能的金属纤维混纺织物，织造了平纹斜纹等不同组织结构、不同经纬纱配置、不同金属含量的5种织物，测试织物的屏蔽效能。经纬向都衬入金属纤维混纺纱能达到较好的屏蔽效果，并且得到平纹组织较其他组织屏蔽效果好。朱洪英等[19]使用铜镀铬金属细丝/涤/棉纱线混纺，加工成的普通防电磁辐射家居服屏蔽效能可达20 dB，能满足计算机、微波炉等家用电器的屏蔽，而且织物手感柔软，服用性能良好，可制成衣物，并可根据需要一件或多件搭配而达到不同强度的屏蔽效果。Zhao H[20]探索金属纤维含量对屏蔽效能的影响，建立单位面积内金属含量指数，对电磁波发射频率和织物经纬密改变对屏蔽效能影响进行研究，表明金属含量指数与屏蔽效能SE成正相关。在金属含量不变，电磁波频率和屏蔽效能成负相关；当织物金属含量指数相同时，不管纱线密度如何，其屏蔽效能都一样。

2.4 导电织物型电磁屏蔽材料

2.4.1 金属纤维混纺织物

稀土元素不仅可以改变屏蔽材料的组织结构和加工性能，而且可以改变介电常数，使得介电损耗和磁损耗按照设计进行调节[24]。目前我国相关研究尚处于探索阶段，比如2010年内蒙古大学的闫祯等[25]以铜粉为导电填料掺杂La制备电磁屏蔽材料，发现在30 MHz～1.5 GHz范围内，屏蔽效能89 dB。2014年，有研究发现，Ni-Co-Zn铁合金中掺杂La3+会影响晶粒的点阵参数和粒子尺寸与形状，从而影响材料的微波吸收能力；当样品厚度为4mm时，微波损失可以达到34dB[26]。稀土元素的使用将成为未来屏蔽材料的一个重要发展方向。

（2）能源动力工程类。能源动力工程类的词汇选取了核电能源、新能源汽车空调两个能源领域焦点专题及发展迅速的冷链物流专题进行了汇总。

本征导电高分子电磁屏蔽材料近年来被广泛研究。东华大学雷开强等[15]用化学原位聚合法制备了镍/聚苯胺/PTT涂层电磁屏蔽织物。该织物在300kHz～3GHz频率下的屏蔽效能达42dB～43dB，经测试有良好屏蔽效果的同时其还能保持较大的断裂伸长率。Zhao H[16]开发了一种铜氨纤维织物/聚吡咯/铜(CF/PPy/Cu)的复合结构材料，使用原位聚合法使聚吡咯沉积到铜氨纤维织物基层，在30MHz～1000MHz屏蔽效能在30.3dB～50.4dB，并且经TGA和拉伸测试表明该织物仍有良好的服用性能。本征导电高分子材料还可以用于处理废物电磁污染方面，比如Pande, Anu等人[17]设计了一种经济环保的方法处理海底具有放射性污染的红泥，用原位化学氧化聚合法制备了聚苯胺/红泥复合材料，以达到电磁屏蔽的效果。经测试在8.2GHz～12.4GHz下屏蔽效能为33dB～41dB，屏蔽效能较好。该方法被认为是一种可行的处理废物的方法，可替代作为屏蔽材料。

2.4.2 金属及合金类电磁屏蔽材料

金属的导电性好，但是同时金属的密度大、塑性差，再加之容易氧化等，不适合大量生产加工。而本征导电高分子材料比如聚吡咯、聚苯胺、聚对苯撑等，由于特有的导电功能，耐腐蚀、密度小、强度高等方面性能良好，越来越多的被用在屏蔽电磁波包装材料上等。

泡沫金属具有传统金属良好的导电性的同时，还由于大量的孔洞的存在，具有质轻、透气性好等优点，并且从二维金属网扩展到三维结构，丰富了电磁防护类材料的种类。南京航空航天大学赵慧慧等[23]用电沉积法制备泡沫铜、泡沫镍、泡沫铜-镍合金这三种三维网状结构泡沫材料，得出孔密度110 PPI，厚度为1.5 mm的泡沫铜-镍合金较泡沫铜和泡沫镍的屏蔽效果好；在频率8GHz～12GHz范围内的电磁屏蔽效能为22.5dB～37dB之间，有较好的屏蔽效果。孔密度110 PPI、厚度为1.5mm的泡沫铜-镍-石墨烯复合材料在10.1 GHz时的SE达57 dB，屏蔽效能很好，基本可以达到军用电子设备及精密电子仪器的电磁屏蔽要求。

1.2.3 泌尿系统感染 ①尿频尿急可伴有尿痛；②伴有下列症状之一：a.尿中血细胞升高≥10/HP；b.尿液连续两次培养出相同的病原菌。

通过数字化工艺控制技术，对叉车门架型钢的开发进行研究。选用160Ja型钢进行3 T以内的叉车门架制作，在生产过程中会产生不对称的复杂断面。高精度型钢设计人员在加工中，需要对孔型填充过满、轧制翘头等现象进行控制。同时轧件在多次轧制过程中，还会出现轧制不均匀的变形情况，这需要技术人员对轧件成品的规格尺寸进行控制。通过数字化数值模拟系统，能够完成160Ja型钢的孔型设计和轧制流程模拟，并能够对多次轧制出现的缺陷进行控制。同时利用虚拟网络环境进行数值模拟，能够在节约开发的前提下，完成不同轧制流程的试错，从而生产出符合国家标准的高精度型钢产品。

3 电磁屏蔽材料的应用

探索良好的电磁屏蔽材料，防止电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容等问题对电子电气产品和设备的影响，对确保信息通讯平台等的安全畅通，保护特殊场所工作人员的身体健康均具有重要的意义。电磁屏蔽材料主要应用于军事领域和产业用领域，民用领域主要用于孕妇电磁屏蔽服和产品包装等。

3.1 军事用电磁屏蔽材料

电磁兼容标准对军用电子设备有两个要求，其一是电子设备工作时不会对外界环境造成不良的电磁干扰，其二是不能对外界的电磁干扰过于敏感[27]，可通过电磁屏蔽的手段达到要求标准。屏蔽体都必须是一个完整的、连续的导电体，但是军用电子设备上会有很多因素导致不连续，比如机箱的结合口、通风口、显示屏玻璃等，可用导电屏蔽胶带、导电橡胶、电磁屏蔽玻璃、屏蔽通风网等进行处理。

此外，还可以建设电磁屏蔽机房达到屏蔽要求。电磁屏蔽机房是六面壳体，有门、窗等一般房屋要素，要有严密的电磁密封性能，避免电磁辐射的进入和输出，并对所有进出管线作相应屏蔽处理，进而阻断电磁辐射出入。电子通信信号是以电磁辐射的形式向外界传播，敌方利用监测设备可进行截获还原。电磁屏蔽室可阻隔外界的电磁波干扰，确保室内电子、电气产品和设备正常工作，从而确保信息安全，防止电子信息的泄露。

3.2 产业用电磁屏蔽材料

3.2.1 电磁屏蔽混凝土

混凝土在建筑中用量特别大，普通的混凝土对电磁波有反射和吸收作用，但效果并不好。可在混凝土中加入电磁损耗的物质(比如金属纤维、碳纤维等)，大大提高了混凝土的屏蔽效果[28]。这种具有屏蔽效果的混凝土在传统的作用的基础上又增加了新的功能，是现在新型材料的发展方向。比如日本某公司在混凝土中掺入碳纤维研制出的预制板，已成功的应用在九层大楼的会议室作为屏蔽结构用以电磁屏蔽。据测量，屏蔽效能为75dB，能有效防止大楼会议室通信电话信号带来的电磁信号泄露[29]。

3.2.2 电磁屏蔽玻璃

正常生活居住和办公的建筑不能完全用金属或者混凝土来进行电磁屏蔽，为了采光和透气，需要使用透明的玻璃来进行装饰。普通的玻璃对有害电磁波没有阻碍作用，若使用电磁屏蔽玻璃就能达到有效屏蔽高频电磁波的效果。电磁屏蔽玻璃是由两片或者多片导电膜玻璃，由PVB胶片和经特殊处理的金属丝在高湿高压下采用夹层工艺制造的一种特种玻璃[30]。

3.2.3 电磁屏蔽涂料

电磁屏蔽涂料是由合成树脂、导电填料、其他一些添加剂和溶剂配置而成的一种流体材料[31]。将电磁屏蔽涂料涂敷于基材表面凝固可形成固化膜,进而产生电磁屏蔽效果。在各种电磁屏蔽材料中，涂料是一种流体材料，与其他材料相比，电磁屏蔽涂料可以方便的喷涂或者刷在其他基材上而达到电磁屏蔽效果。由于其使用方便、应用范围较广而得到广泛的应用。

4 电磁屏蔽材料的发展前景与趋势

目前电磁屏蔽材料的研究已经有了较大的发展，但随着信息科技的进步，人们对电磁屏蔽材料的要求也有了一定的提高。比如为了满足航空航天的需求，需要密度小、质量轻、屏蔽效果较好的材料，因而开发轻质高效透气型电磁屏蔽材料；比如泡沫电磁屏蔽材料[32]，由于多孔洞结构的存在，降低了材料的密度，同时又加强了电磁波在材料中的多重反射损耗，增加了其屏蔽效果。

传统的电磁屏蔽材料是通过对电磁波进行反射达到屏蔽效果，但会造成电磁波的二次污染，对暴露在电磁波辐射下的工作人员造成危害，故现多开发以吸收为主的屏蔽材料，以降低电磁波的二次污染。而且，新型电磁屏蔽材料多是以纳米材料、超短纤维、超细微粉为填料的高分子复合材料，朝着低维度方向发展；电磁屏蔽材料多采用多层复合平面织物和三维立体结构，以发挥不同材料的优势，满足多种需求，朝着复合化方向发展；为扩大电磁屏蔽材料的频率使用范围，电磁屏蔽材料朝着宽频化发展；电磁屏蔽材料还朝着智能化方向发展，可以感知外界环境的变化，并通过调节自身的结构做出反应来适应这一变化。总之，电磁屏蔽材料将朝着多频、轻质、智能的方向发展，以满足不同领域的不同需求。

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