Экранирующая ткань от электромагнитного излучения своими руками

Добавил пользователь Skiper
Обновлено: 05.10.2024

Технический прогресс имеет не только положительные стороны. Активное использование техники, потребляющей электричество, стало причиной загрязнения, которое получило название – электромагнитный шум. К естественным источникам, например, атмосферным явлениям, солнечным излучениям, организм адаптирован, а вот искусственные источники несут угрозу здоровью человека.

Источники электромагнитного поля

Электромагнитное поле – это волны, которые возникают при возмущении электрического и магнитного полей. Минимальная порция электромагнитного излучения – квант, ему присущи частотно-волновые свойства.

Основные источники электромагнитного поля, окружающего каждого человека:

  • электропроводка: величина излучения зависит от нагрузки на линию;
  • электрические духовки и микроволновые печи, оснащенные высокочастотным узлом нагревания;
  • любой электрический прибор, оснащенный проводниками;
  • экономичные приборы освещения (оснащены блоками питаниями, работающими на высокой частоте);

Вред электромагнитного излучения был доказан многократно. Это бич современности, но люди не готовы отказываться от благ.

Уличные источники излучения


Уличных источников электромагнитных волн, которые несут угрозу человеческим жизням, тоже достаточно много:

  • рекламные светодиодные экраны и уличное освещение;
  • трансформаторные подстанции;
  • общественный транспорт на электротяге (наносит урон организму лишь во время его использования);
  • подземные и воздушные линии электропередач;
  • троллейбусные линии;
  • передающие антенны, например, радиовышки, телевизионные трансляторы и т.д.

Подвергание электромагнитному излучению неизбежно, поэтому нужно обязательно знать, как защититься от пагубного воздействия. Первое, что нужно сделать – свести к минимуму воздействие на тело.

Защита от электромагнитного излучения

Важно отслеживать силу излучения именно в домашних условиях, поскольку в общественных местах и на работе за этим следят специальные службы. Дома люди могут ориентироваться на нормы СЭС и собственный здравый смысл при эксплуатации электрических приборов.

Существует три способа защиты, чтобы выбрать более подходящий, нужно ознакомиться с особенностями каждого.

Защита временем


Организм способен безопасно переносить ограниченную дозу излучения. Принцип способа защиты временем заключается в следующем:

  • Если в данный момент времени электрическое устройство не эксплуатируется, его необходимо выключить.
  • Если прибор отключить невозможно, необходимо сократить время пребывания в поле воздействия излучения.

Нельзя продолжительное время находиться в крупных торговых центрах, поскольку такие сооружения перенасыщены источниками электромагнитных волн.

Защита расстоянием и направлением

В реализации этот способ защиты от электромагнитного импульса одновременно и прост, и сложен. Суть его заключается в том, чтобы находиться как можно дальше от источника пагубного потока.

Врачи настоятельно рекомендуют не приобретать жилье вблизи линий электропередач, трансформаторных подстанций и промышленных объектов. Если есть такая возможность, нужно контролировать количество установленных на крыше дома антенн мобильной связи. Запрещается стоять около микроволновой печи во время ее работы.

Не рекомендуется стоять около человека, который разговаривает по телефону. Излучение распространяется в радиусе не менее 1 метра.

Экранирование


Экранирование электромагнитных полей базируется на двух физических законах – поглощение и отражение электромагнитных волн при переходе из одной среды в другую. Происходит подавление излучений, прошедших сквозь экран. Как правило, материал изготовления экрана – хороший проводник. На отечественном рынке востребовано металлическое сырье – стальные, серебряные и медные волокна, а также образующая сетка.

К защите лучше подходить комплексно. Делая в доме или квартире ремонт, лучше отдать предпочтение специальным экранирующим краскам для полов, стен и потолков. Они изготовлены из высококачественных материалов, не выделяют токсичных веществ и безопасны для домочадцев.

Использование методов на практике


Наиболее эффективный метод защиты – монтаж токопроводящего экрана, заземленного в соответствии с правилами устройства электроустановок.

Применяется этот метод на практике следующим способом:

Методы защиты, основанные на экранировании, имеют весомый недостаток – дома ухудшается качество сотовой связи.

Чтобы узнать о влиянии бытовой техники и электрических приборов в домашних условиях, нужно как можно больше информации узнать об используемых устройствах. Если есть подозрения, что допустимые нормы нарушены, следует пригласить специалистов СЭС, которые проведут все необходимые измерения.


Методы

Экранирование магнитного поля – это совокупность способов снижения напряженности постоянного или переменного поля в определенной области пространства. Магнитное поле, в отличие от электрического, полностью ослабить нельзя.

В промышленности наибольшее воздействие на окружающую среду оказывают поля рассеяния, возникающие при работе трансформаторов, постоянных магнитов, сильноточных установок и цепей. Они могут полностью нарушать нормальную работу соседних приборов.

Чаще всего используется 2 метода защиты:

  • Применение экранов, изготовленных из сверхпроводящих или ферромагнитных материалов. Это эффективно при наличии постоянного или низкочастотного магнитного поля.
  • Компенсационный способ (гашение вихревыми токами). Вихревые токи – это объемные электрические токи, которые возникают в проводнике при изменении магнитного потока. Данный способ показывает наилучшие результаты для высокочастотных полей.

Принципы

Принципы экранирования магнитного поля основаны на закономерностях распространения магнитного поля в пространстве. Соответственно для каждой из перечисленных выше методик они заключаются в следующем:

  1. Если поместить катушку индуктивности в кожух, сделанный из ферромагнетика, то линии индукции внешнего магнитного поля пройдут по стенкам защитного экрана, так как он имеет меньшее магнитное сопротивление по сравнению с пространством внутри него. Те силовые линии, которые наводятся самой катушкой, также почти все замкнутся на стенки кожуха. Для наилучшей защиты в этом случае необходимо выбирать ферромагнитные материалы, которые обладают высокой магнитной проницаемостью. На практике чаще всего используют сплавы железа. Для того чтобы повысить надежность экрана, его изготавливают толстостенным или сборным из нескольких кожухов. Недостатками такой конструкции является ее тяжеловесность, громоздкость и ухудшение экранирования при наличии швов и разрезов в стенках кожуха.

Экранирование магнитного поля катушки

Основные характеристики

Для описания процесса экранирования применяются 3 основные характеристики:

  • Эквивалентная глубина проникновения магнитного поля. Итак, продолжим. Этот показатель используется для экранирующего эффекта вихревых токов. Чем меньше его значение, тем выше ток, протекающий в поверхностных слоях защитного кожуха. Соответственно, тем больше наводимое им магнитное поле, которое вытесняет внешнее. Эквивалентная глубина определяется по формуле, указанной ниже. В этой формуле ρ и μr – удельное сопротивление и относительная магнитная проницаемость материала экрана соответственно (единицы измерения первой величины – Ом∙м); f – частота поля, измеряемая в МГц.

Экранирование магнитного поля - глубина проникновения

Экранирование магнитного поля - уменьшение напряженности магнитного поля

Конструкции экранов

Защитные кожухи для экранирования магнитного поля могут быть сделаны в различных конструктивных исполнениях:

  • листовые и массивные;
  • в виде полых трубок и кожухов с цилиндрическим или прямоугольным сечением;
  • однослойные и многослойные, с воздушной прослойкой.

Так как расчет числа слоев довольно сложен, то эту величину чаще всего выбирают по справочникам, по кривым эффективности экранирования, которые были получены экспериментальным путем. Разрезы и швы в коробах допускается выполнять только вдоль линий вихревых токов. В противном случае уменьшается экранирующий эффект.

На практике получить высокий коэффициент экранирования сложно, так как всегда необходимо делать отверстия для кабельного ввода, вентиляции и обслуживания установок. Для катушек бесшовные кожухи изготавливают методом листового выдавливания, а в качестве съемной крышки служит дно цилиндрического экрана.

Кроме этого, при контакте элементов конструкции из-за неровностей поверхности образуются щели. Для того чтобы их ликвидировать, применяют механические прижимы или прокладки из проводящих материалов. Они выпускаются разных размеров и с различными свойствами.

Вихревые токи – это токи которые значительно меньше циркулирующих, но они способны препятствовать проникновению магнитного поля через экран. При наличии большого числа отверстий в кожухе снижение коэффициента экранирования происходит по логарифмической зависимости. Его наименьшее значение наблюдается при технологических отверстиях большого размера. Поэтому рекомендуется проектировать несколько мелких отверстий, чем одно крупное. Если необходимо применять стандартизованные отверстия (для ввода кабелей и других нужд), то используют запредельные волноводы.

В магнитостатическом поле, создаваемом постоянными электрическими токами, работа экрана заключается в шунтировании силовых линий поля. Защитный элемент устанавливается на максимально близком расстоянии к источнику. Заземление при этом не требуется. Эффективность экранирования зависит от магнитной проницаемости и толщины материала экрана. В качестве последних применяют стали, пермаллой и магнитные сплавы с высокой магнитной проницаемостью.

Экранирование кабельных трасс в основном выполняют двумя методами – использованием кабелей с экранированной или защищенной витой парой и укладкой кабелепроводов в алюминиевых коробах (или вставках).

Сверхпроводящие экраны

Работа сверхпроводящих магнитных экранов основана на эффекте Мейснера. Это явление заключается в том, что тело, находящееся в магнитном поле, переходит в сверхпроводящее состояние. При этом магнитная проницаемость кожуха становится равной нулю, то есть он не пропускает магнитное поле. Оно полностью компенсируется в объеме данного тела.

Экранирование магнитного поля - эффект Мейснера

Достоинством таких элементов является то, что они гораздо эффективнее, защита от внешнего магнитного поля не зависит от частоты, а компенсационный эффект может длиться сколь угодно долго. Однако на практике эффект Мейснера не бывает полным, поскольку в реальных экранах, выполненных из сверхпроводящих материалов, всегда присутствуют структурные неоднородности, которые приводят к захвату магнитного потока. Данный эффект является серьезной проблемой для создания кожухов с целью экранирования магнитного поля. Коэффициент ослабления магнитного поля тем больше, чем выше химическая чистота материала. В экспериментах наилучшие показатели отмечены у свинца.

Другими недостатками сверхпроводниковых материалов для экранирования магнитного поля являются:

  • высокая стоимость;
  • присутствие остаточного магнитного поля;
  • возникновение состояния сверхпроводимости только при низких температурах;
  • неспособность выполнять свои функции в магнитных полях с высокой напряженностью.

Материалы

Чаще всего для защиты от магнитного поля применяют экраны из углеродистой стали, так как они обладают высокой технологичностью в отношении сварки, пайки, недороги и характеризуются хорошей коррозионной стойкостью. Кроме них, используются такие материалы, как:

  • техническая алюминиевая фольга;
  • магнитомягкий сплав из железа, алюминия и кремния (альсифер);
  • медь;
  • стекла с токопроводящим покрытием;
  • цинк;
  • трансформаторная сталь;
  • токопроводящие эмали и лаки;
  • латунь;
  • металлизированные ткани.

Конструктивно они могут изготавливаются в виде листов, сеток и фольги. Листовые материалы обеспечивают лучшую защиту, а сетчатые более удобны в сборке – их можно соединять между собой точечной сваркой с шагом 10-15 мм. Для обеспечения антикоррозионной стойкости сетки покрывают лаками.

Рекомендации по выбору материала

При выборе материала для защитных экранов руководствуются следующими рекомендациями:

  • В слабых полях используют сплавы с высокой магнитной проницаемостью. Наиболее технологичным является пермаллой, который хорошо поддается обработке давлением и резанием. Напряженность магнитного поля, необходимая для полного его размагничивания, а также удельное электрическое сопротивление зависят в основном от процентного содержания никеля. По количеству этого элемента выделяют низконикелевые (до 50%) и высоконикелевые (до 80%) пермаллои.
  • Для уменьшения энергетических потерь в переменное магнитное поле помещают кожухи или из хорошего проводника, или из изолятора.
  • Для частоты поля более 10 МГц хороший эффект дают покрытия из серебряной или медной пленки толщиной от 0,1 мм (экраны из фольгированного гетинакса и других изоляционных материалов), а также медь, алюминий, латунь. Для защиты меди от окисления ее покрывают серебром.
  • Толщина материала зависит от частоты f. Чем ниже f, тем большая должна быть толщина для достижения того же эффекта экранирования. На высоких частотах для изготовления кожухов из любого материала достаточно толщины 0,5-1,5 мм.
  • Для полей с высокой f ферромагнетики не используют, так как они обладают большим сопротивлением и приводят к большим потерям энергии. С целью экранирования постоянных магнитных полей нельзя также применять материалы с высокой проводимостью, кроме стали.
  • Для защиты в широком диапазоне f оптимальным решением являются многослойные материалы (листы стали со слоем металла с высокой проводимостью).

Общими правилами выбора являются следующие:

  • Высокие частоты – материалы с высокой проводимостью.
  • Низкие частоты – материалы с высокой магнитной проницаемостью. Экранирование в данном случае является одной из наиболее сложных задач, так как это утяжеляет и усложняет конструкцию защитного экрана.

Фольгированные ленты

Экранирование магнитного поля - фольгированные ленты

Фольгированные экранирующие ленты применяются в следующих целях:

  • Экранирование широкополосных электромагнитных помех. Чаще всего их используют для дверей и стенок электрических шкафов с приборами, а также для формирования экрана вокруг отдельных элементов (соленоиды, реле) и кабелей.
  • Отвод статического заряда, который накапливается на приборах, содержащих полупроводники и электронно-лучевые трубки, а также в устройствах, служащих для ввода-вывода информации из компьютера.
  • В качестве компонента цепей заземления.
  • Для уменьшения электростатического взаимодействия между обмотками трансформаторов.

Конструктивно они выполняются на основе проводящего адгезивного материала (акриловая смола) и фольги (с рифленой или гладкой поверхностью), сделанной из следующих видов металла:

  • алюминий;
  • медь;
  • луженая медь (для пайки и лучшей антикоррозионной защиты).

Полимерные материалы

В тех устройствах, где наряду с экранированием магнитного поля требуется защита от механических повреждений и амортизация, применяются полимерные материалы. Они изготавливаются в виде прокладок из полиуретановой пены, покрытой полиэфирной пленкой, на основе акрилового адгезива.

При производстве жидкокристаллических мониторов используются акриловые уплотнители из токопроводящей ткани. В слое акрилового адгезива находится трехмерная электропроводная матрица, выполненная из токопроводящих частиц. Благодаря своей упругости такой материал также эффективно поглощает механические воздействия.

Компенсационный метод

Принцип компенсационного метода экранирования заключается в искусственном создании магнитного поля, которое направлено противоположно внешнему полю. Обычно это достигается с помощью системы катушек Гельмгольца. Она представляет собой 2 одинаковые тонкие катушки, располагающиеся соосно на расстоянии их радиуса. По ним пропускают электрический ток. Наведенное катушками магнитное поле отличается высокой однородностью.

Экранирование может также производиться с помощью плазмы. Этот явление учитывается при распределении магнитного поля в космосе.

Экранирование кабелей

Экранирование магнитного поля - защита кабелей

Защита от магнитного поля необходима при прокладке кабелей. Электрические токи, наводящиеся в них, могут быть вызваны включением бытовой техники в помещении (кондиционеры, люминесцентные светильники, телефоны), а также лифтов в шахтах. Особенно большое влияние эти факторы оказывают на цифровые системы связи, работающие по протоколам с широкой полосой частот. Это связано с малой разницей между мощностью полезного сигнала и помехами в верхней зоне спектра. Кроме этого, электромагнитная энергия, которую излучают кабельные системы, неблагоприятно воздействует на здоровье персонала, работающего в помещении.

Между парами проводов возникают перекрестные наводки, обусловленные присутствием емкостной и индуктивной связи между ними. Электромагнитная энергия кабелей также отражается из-за неоднородностей их волнового сопротивления и ослабляется в виде тепловых потерь. В результате затухания мощность сигнала в конце протяженных линий падает в сотни раз.

В настоящее время в электротехнической промышленности практикуется 3 метода экранирования кабельных трасс:

Виды кабелей

Экранирование магнитного поля - экранирование кабелей

Различают 2 вида экранированных кабелей:

  • С общим экраном. Он располагается вокруг незащищенных скрученных проводников. Недостатком таких кабелей является то, что возникают большие межкабельные наводки (в 5-10 раз больше, чем у экранированных пар), особенно между парами с одинаковым шагом скрутки.
  • Кабеля с экранированными витыми парами. Производится индивидуальное экранирование всех пар. Из-за более высокой стоимости они чаще всего применяются в сетях с жесткими требованиями по безопасности и в помещениях со сложной электромагнитной обстановкой. Использование таких кабелей при параллельной прокладке дает возможность уменьшить расстояние между ними. Это позволяет уменьшить затраты по сравнению с раздельным маршрутизированием.

Витая пара экранированного кабеля представляет собой изолированные пары проводников (их количество обычно составляет от 2 до 8). При такой конструкции уменьшаются перекрестные наводки между проводниками. У неэкранированных пар нет требований к заземлению, они обладают большей гибкостью, меньшими поперечными размерами, легкостью монтажа. Экранированная пара обеспечивает защиту от электромагнитных помех и высокое качество передачи данных по сетям.

В информационных системах также используется двухслойное экранирование, которое состоит из защиты витых пар в виде металлизированной пластиковой ленты или фольги, и общей металлической оплетки. Для эффективной защиты от магнитного поля такие кабельные системы должны иметь надежное заземление.

Поставка пассажирских , грузовых, больничных , коттеджных лифтов.

Ткани электропроводящие (ТЭ) производимые гальваническим методом нанесения металлического покрытия на ткани, выполненные из полимерных, базальтовых, стеклянных, графитовых нитей предназначены для создания гибких экранов, защитных конструкций, устройств и одежды, обеспечивающих экранирование электрических, магнитных, электромагнитных полей, инфракрасных излучений, а также биологическую защиту от их вредного воздействия на человека.


- температура окружающей среды от -40оС до +65оС (кроме негорючих тканей специального назначения);

- относительная влажность до 95% при температуре окружающей среды +25оС.

Масса 1 м2 ткани электропроводящей определяется массой ткани – основы и массы металлического покрытия и должна быть в пределах от 0,05 кг/м2 до 0,25 кг/м2.

Масса металлического покрытия приведена в таблице 1.

Тип ТЭ Масса металлопокрытия, кг/м2

Радиотехнические ТЭ в зависимости от марок должны соответствовать значениям, приведенным в таблицах 2, 3, 4.

Тип ТЭ Ослабление электрического поля, дБ, не менее Частота, МГц 0,1 0,5 1,0 5,0 10,0 30,0

Тип ТЭ Ослабление магнитного поля, дБ, не менее Частота, МГц 0,1 0,5 1,0 10,0 30,0

Тип ТЭ Ослабление электромагнитного поля, дБ, не менее Частота, МГц 300 600 750 1200 4000 12000

Удельное поверхностное электрическое сопротивление тканей должно составлять не менее 10-2 – 10-6 Ом . м

Предприятие – изготовитель гарантирует соответствие ТЭ требованиям настоящих ТУ при соблюдении потребителем условий транспортирования, хранения и эксплуатации.

Гарантийный срок эксплуатации ТЭ , принятых ОТК предприятия изготовителя, устанавливается 3 года, включая срок хранения.

ВИДЫ ТКАНЕЙ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

1П5-Н3, 1П5-Н5, 1П10-Н3

Костюмы, аутобиорезонансные аппликаторы в медицине. Отличается высокой воздухо-проницаемостью, средней жесткостью.

1П16-Н3,1П16-Н5, Костюмы, аутобиорезонансные аппликаторы в медицине. Отличается средней воздухо-проницаемостью, слабой жесткостью.

Шторы для физиотерапевтических кабинетов

Экранирующие ткани средней жесткости. Для экранирования помещений, приборов, для изготовления переносных экранов.

Экранирующие ткани с высокими показателями экранирования. Для экранирования помещений, приборов, для изготовления переносных экранов.

1П20-Н3 ,1П20-Н5, 1,2П2-Н3,

1П3-Н3, 1П4-Н3 Ткани-сетки с высокой свето-, воздухо-проницаемостью, легкие (40-65 г/м2). Для штор на окна, дверные проемы. Для приборов с целью обеспечения видимости.

Экранирующая от ЭМИ и ИК лучей, воздухо-непроницаемая, блестящая.

1П16-Н3 (Н5) 0,95П19-Н3

Экранирующая от ЭМИ и ИК лучей, воздухо-проницаемая.

0,95С52-Н3 Экранирующие от ЭМИ и ИК лучей, негорючие, из стеклоткани.

0,8К72-Н5 (Н10) Экранирующие от ЭМИ и ИК-лучей, негорючие, из кремнеземной ткани.

Радиозащитная ткань металлизированная используется для изготовления:

- различных средств защиты от электромагнитного излучения широкого диапазона;

- средств маскировки и имитации объектов военной техники;

- защитных устройств для предотвращения утечки информации и обеспечения работоспособности оборудования;

- средств индивидуальной бронезащиты;

- защитных фасадных материалов (напольные, стеновые и кровельные покрытия) и предметов интерьера и одежды (шторы, постельное белье и т.д).

В наше время очень активно развиваются сферы, излучающие в огромном количестве электромагнитные волны, а именно средства связи, радиовещания, системы навигации и спутники связи, компьютерные сети и другие бесчисленные приложения. В связи с этим увеличивается опасность влияния этих волн на организм человека и других живых существ. Чтобы предотвратить необратимые последствия излучения всё больше и больше используются защитные ткани.

Металлизированные ткани востребованы в различных учреждениях от больниц, роддомов и пожарных частей до модных дизайнерских салонов и салонов штор.

Шторы из защитной ткани отлично отражают электромагнитное излучение и ультрафиолет, благодаря чему в комнате становится безопасно и комфортно.

Специальная одежда из металлизированной ткани используется для защиты здоровья детей, беременных женщин, людей, страдающих сердечно-сосудистыми и другими заболеваниями. Ткань обладает высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Ткань металлизированная защитная посеребренная (артикул 56041) предназначена для защиты медицинского персонала и пациентов физиотерапевтических кабинетов, а также медицинских приборов и оборудования от губительного воздействия СВЧ, КВЧ и УВЧ излучений.

Защитные свойства металлизированной ткани трудно переоценить. Воздействие электромагнитного поля может привести к необратимым процессам в организме человека, поэтому при работе с медицинским оборудованием, излучающим магнитное поле, обязательно необходимо защищаться.

Ткань прекрасно экранирует поле, обеспечивая необходимую защиту. Можно экранировать не только человека, а также и целые функциональные блоки и радиоустройства.

Ткань изготовлена на основе полимерной и посеребряной нитей, цвет — полупрозрачный, серебристый. Ткань соответствует ТУ 17 РСФСР 62-4504-77, изв. №1—№6.

Конструкция : полиэфирная ткань с никелевым покрытием.

Безопасность : Продукция соответствует требованиям санитарно-эпидемиологического контроля РФ.

Легкие ткани-сетки с высокой свето- и воздухопроницаемостью.

для штор на окна, дверные проемы; для приборов с целью обеспечения видимости.

Экранирующие ткани средней жесткости, средней воздупроницаемости.

для экранирования помещений, приборов, для изготовления переносных экранов.

Экранирующие ткани средней жесткости.

для экранирования помещений, приборов, для изготовления переносных экранов.

Экранирующие ткани с высокими показателями экранирования.

для экранирования помещений, приборов, для изготовления переносных экранов.

Одним из видов защиты от ЭМИ является экранирование, в качестве которого может выступать специальная защитная одежда. В последнее время производители тканей, реагируя на изменение спроса на рынке, повышенное внимание уделяют защите от ЭМИ. В результате расширяется ассортимент тканей, появляются новые варианты защиты. Одним из наиболее распространенных вариантов является ткань с решеткой из металлизированной нити.

В основе создания средств индивидуальной защиты от ЭМИ лежат принципы сквозного затухания. Экранирующие свойства тканей определяются удельным содержанием металлизированных нитей в основе и утке. Характер взаимного расположения нитей в виде решетки обусловливает способность ткани защищать от ЭМИ различных поляризаций.

До настоящего времени у нас в стране было разработано два типа защитной ткани - с открытой и скрытой металлизацией. Ткань первого типа изготовляется из хлопчатобумажных нитей, на которые накручивается металлическая фольга. Сплетенная из таких нитей ткань имеет металлический блеск. Хотя некоторые ткани имеют достаточные экранирующие свойства, они не нашли широкого применения, так как костюмы из них, с одной стороны, производят нежелательное психологическое воздействие на окружающих, с другой стороны, человек в этом костюме ощущает в электрических полях легкое покалывание током, вызывающее неприятные ощущения. К тому же возрастает опасность электрических травм.

Защитная ткань второго типа имеет скрытую металлизацию. В этом случае тонкая прочная микропроволока вплетается внутрь хлопчатобумажной нити. Изготовленная из таких нитей ткань не имеет недостатков, присущих ткани с открытой металлизацией, и по внешнему виду она не отличается от обычной.

Металлизированные ткани, пришедшие на замену металлическим листам и сеткам, являются наиболее удобными как средство защиты человека и приборов от ЭМИ. Они нашли широкое применение в России и за рубежом вследствие высокой эффективности экранирования и технологичности применения, т. к. у многих видов сохраняются текстильные свойства. Однако их различные защитные свойства зависят от способа изготовления. Есть ткани, сотканные из синтетических нитей, в которые вплетены металлические медные или медные посеребренные нити. Есть ткани из полиэфира или полиамида, на которые в вакууме проводят напыление медного или никелевого слоя. Такие покрытия являются тонкопленочными и не обеспечивают высокой эффективности экранирования от ЭМИ. Есть также ткани, на которые химическим осаждением нанесены никелевые или медные покрытия. Этот метод с применением драгоценных металлов является малопроизводительным и дорогостоящим.

Сегодня все ведущие производители металлизированных тканей используют в качестве металлического покрытия никель. Этот металл является ферромагнетиком, поэтому хорошо отражает магнитную составляющую ЭМИ. Кроме того, он достаточно хороший проводник электрического тока и обладает высокими антикоррозионными свойствами. Существует также производство тканей, основанное на применении гальванической технологии, которая обеспечивает сплошное двухстороннее никелевое или никелево-медное покрытие толщиной до 12 мкм материала-основы. Технология отличается высокой экономичностью и стабильностью.

Металлизированные ткани производятся на различной основе: полиэфирной, полиамидной, параамидной, стеклянной, базальтовой, кремнеземной, хлопковой, комбинированной (например, хлопок с полиэфиром или полиамидом). Кроме того, производятся металлизированные сетки на капроновой основе, обладающие высоким светопро- пусканием; ткани в зависимости от назначения - с высокой электропроводимостью (от 0,003 до 0,4 Ом/кВ) или низкой (до 1 500 Ом/кВ). Ткани с высокой отражательной способностью обеспечивают экранирование ЭМИ в широком диапазоне частот с защитным эффектом свыше 99,99 %. Высокие теплоизоляционные свойства тканей (на уровне асбеста) за счет теплового отражения, имеют коэффициент экранирования инфракрасного излучения 0,4 - 0,6 в диапазоне длин волн от 2 до 14 мкм. Это расширяет возможности использования таких тканей (для защиты или сохранения тепла) при изготовлении спецодежды для тех, кто работает в экстремальных температурных режимах. Металлические свойства электропроводящих тканей позволяют применять их также для снятия статического электричества, а наряду с металлическими свойствами тканям присущи и высокие текстильные характеристики: гибкость, легкость, воздухопроницаемость.

Также может быть различной и ткань-основа - с плотным и редким плетением нитей разной жесткости и химической природы: полимерной горючей, полимерной негорючей (не поддерживает горение) и негорючей (на основе стекла, кремнезема, базальта). Нанесение металлического покрытия возможно на угле-графитные ткани. В качестве электрически подогреваемых могут быть использованы ткани с заданным электрическим сопротивлением.

Недавно был разработан метод магнетронного распыления, получивший широкое применение в микроэлектронике. Это еще один метод металлизации тканей, который до сих пор практически не применялся в текстильной промышленности. Метод основан на использовании аномального тлеющего разряда в инертном газе с наложением на него кольцеобразной зоны скрещенных неоднородных электрического и магнитного полей, локализующих и стабилизирующих газоразрядную плазму в прикатодной области. Положительные ионы, образующиеся в разряде, ускоряются в направлении катода, бомбардируют его поверхность в зоне эрозии, выбивая из нее частицы материала. Покидающие поверхность мишени частицы осаждаются в виде пленки на подложке (ткани). Высокая кинетическая энергия частиц обеспечивает хороший уровень адгезии образующейся пленки к подложке.

Особенно необходимо отметить, что данный метод практически не загрязняет окружающую среду. Отсутствует необходимость в использовании каких-либо химических материалов, а значит - в очистке сточных вод, что должно скомпенсировать затраты, связанные с повышенным энергопотреблением оборудования в связи с необходимостью достаточно глубокого вакуумирования и использования магнетрона. Установка оборудования не требует наличия специальных инженерных коммуникаций: станций очистки сточных вод, парогенераторов и паропроводов, химических станций и т. п. Это позволяет использовать данное оборудование даже в условиях малых предприятий.

Поскольку обработка тканей происходит в мягких условиях так называемой низкотемпературной плазмы, ткань сохраняет мягкий гриф, воздухо- и влагопроницаемость, драпируемость и прочностные характеристики.

Напыление слоя металла приводит к появлению у ткани электрической проводимости. В отличие от других способов металлизации, способ магнетронного распыления позволяет достаточно тонко регулировать толщину металлического слоя, а значит и его сопротивление, что очень важно при создании структур с определенной проводимостью. Появление проводимости приводит к тому, что синтетические ткани или нетканые материалы приобретают антистатические свойства. Это весьма важно, например, для создания искробезопасных фильтров, использующихся на взрывоопасных производствах (угледобывающая, деревообрабатывающая и пищевая отрасли промышленности).

Никогда еще за всю историю человечества не было такого ускорения технического прогресса, который наблюдался за последние десятилетия, в том числе и в области производства тканей. Инновации, внедренные в процесс производства ткани, изменили образ жизни человека, его отношение к одежде, стилю жизни и заставили по-новому взглянуть на материалы с точки зрения их функциональности.

Производство тканей с эффектом защиты от ЭМИ, которые при этом не теряют своих эргономических свойств, будет приобретать все больший масштаб. С учетом роста количества приборов, оказывающих ЭМИ, данные ткани со временем, возможно, будут использоваться и при изготовлении не только специальной, но и повседневной одежды.

Наиболее распространённые в настоящее время экранирующие ткани приведены в табл. 5.1.

Читайте также: