1、第四章 電磁輻射污染,基礎(chǔ)知識(shí),電磁場(chǎng)理論 物理場(chǎng)的理論 電場(chǎng) 磁場(chǎng) 電磁場(chǎng) 電磁輻射 ,電磁煙霧,第一節(jié) 電磁污染源,1、電磁污染的概念與種類,電磁污染的概念 電子電氣設(shè)備在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生電磁輻射，當(dāng)電磁場(chǎng)的強(qiáng)度達(dá)到一定的量后造成對(duì)環(huán)境的污染現(xiàn)象，就是電磁污染。 電磁污染源的種類 電磁污染源可以分為天然電磁污染源和人為電磁污染源兩類。,2、天然電磁污染源,天然電磁污染源是由自然現(xiàn)象引起，主要宇宙射線、太陽(yáng)熱輻射、雷電、地球熱輻射、還包括火山爆發(fā)、地震、太陽(yáng)黑子活動(dòng)引起的磁暴現(xiàn)象等。 直接危害電氣設(shè)備和設(shè)施 產(chǎn)生電磁干擾，嚴(yán)重干擾短波通訊,2、天然電磁污染源,3、人為電磁污染源,人為電磁污染

2、源包括： 脈沖放電：本質(zhì)上與雷電相同，影響區(qū)域較小。 如切斷大電流電路時(shí)產(chǎn)生的火花放電會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。 工頻交變電磁場(chǎng)：不向外輻射電磁波，對(duì)附近有嚴(yán)重的電磁干擾。 如大功率的發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線附近的電磁場(chǎng)。 比如收看無(wú)線電視節(jié)目時(shí)，有發(fā)電機(jī)的汽車或摩托車在附近經(jīng)過(guò)時(shí)，致使電視機(jī)突然出現(xiàn)“雪花”現(xiàn)象。 射頻電磁輻射：產(chǎn)生電磁污染的主要來(lái)源 如無(wú)線電廣播、電視、微波通信等各種射頻設(shè)備發(fā)射的電磁波，頻率范圍寬廣，影響區(qū)域較大，能危害近場(chǎng)區(qū)的人員。,3、人為電磁污染源,將上述污染源按輻射源的規(guī)模大小，可分為： 城市雜波輻射 建筑物雜波 單一雜波輻射,3、人為電磁污染源,廣播電視發(fā)射設(shè)備：廣播

3、電視的發(fā)射臺(tái)和中轉(zhuǎn)臺(tái) 通信雷達(dá)及導(dǎo)航發(fā)射設(shè)備 包括短波發(fā)射臺(tái)，微波通信站、地面衛(wèi)星通信站、移動(dòng)通信站。 工業(yè)、科研、醫(yī)療高頻設(shè)備 工業(yè)：高頻爐、塑料熱合機(jī)、高頻介質(zhì)加熱機(jī)等。 醫(yī)療：高頻理療機(jī)、超短波理療機(jī)、紫外線理療機(jī)等。 科學(xué)：電子加速器及各種超聲波裝置、電磁灶等。 交通系統(tǒng)電磁輻射干擾 電氣化鐵路、輕軌及電氣化鐵道、有軌道電車、無(wú)軌道電車等。 電力系統(tǒng)電磁輻射 高壓輸電線包括架空輸電線和地下電纜，變電站包括發(fā)電廠和變壓器電站。 家用電器電磁輻射 計(jì)算機(jī)、顯示器、電視機(jī)、微波爐、無(wú)線電話等。,4、電磁污染的傳播途徑,電磁輻射所造成的環(huán)境污染途徑包括： 空間輻射 如發(fā)射塔。 導(dǎo)線傳播 如高壓

4、線 復(fù)合污染 上述二者的結(jié)合,第二節(jié) 電磁輻射污染 的危害,1、電磁輻射對(duì)人體的作用機(jī)理,生物效應(yīng) 強(qiáng)磁場(chǎng)效應(yīng)、地磁場(chǎng)效應(yīng)、極弱磁場(chǎng)效應(yīng) 磁生物效應(yīng)的特點(diǎn) 閾磁場(chǎng)效應(yīng)、磁場(chǎng)場(chǎng)型效應(yīng)、磁場(chǎng)矢量效應(yīng)、磁滯滯后效應(yīng)、磁場(chǎng)累計(jì)效應(yīng)、磁場(chǎng)放大效應(yīng)、磁致生物層次效應(yīng)、磁致功能效應(yīng)、磁致發(fā)育效應(yīng)、磁致遺傳效應(yīng)。 磁生物效應(yīng)的微觀機(jī)理 影響電子傳遞、影響自由基活動(dòng)、影響蛋白質(zhì)酶的活性、影響生物半導(dǎo)體效應(yīng)、影響生物體內(nèi)的磁水效應(yīng)、影響遺傳基因的變化、影響生物的代謝過(guò)程。,2、電磁輻射對(duì)人體的作用方式,電磁輻射對(duì)人體的作用機(jī)制，包括熱效應(yīng)、非熱效應(yīng)以及累積效應(yīng)等。 熱效應(yīng) 人體70%以上是水，水分子受到電磁波輻射

5、后相互磨擦，引起機(jī)體升溫，從而影響到體內(nèi)器官的正常工作。 產(chǎn)生熱效的電磁波功率密度在10mW/cm2 微觀致熱效應(yīng)1 mW - mW/cm2 淺致熱效應(yīng)在10mW/cm2以下。 微波爐的功能,2、電磁輻射對(duì)人體的作用方式,非熱效應(yīng)：人體的器官和組織都存在一個(gè)微弱的電磁場(chǎng)，受外界電磁場(chǎng)的干擾，處于平衡狀態(tài)的微弱電磁場(chǎng)顯現(xiàn)出非熱效應(yīng)。 神經(jīng)系統(tǒng)：人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到強(qiáng)的電磁輻射后，會(huì)引發(fā)某些器官的功能發(fā)生變化。如條件反射性活動(dòng)受到抑制，出現(xiàn)心動(dòng)過(guò)緩等。 感覺(jué)系統(tǒng)：低強(qiáng)度的電磁輻射就可使人的嗅覺(jué)機(jī)能下降；當(dāng)人頭部受到低頻小功率的聲頻脈沖照射時(shí)，就會(huì)使人聽(tīng)到好像機(jī)器響，昆蟲或鳥兒鳴的聲音。,2、電磁輻

6、射對(duì)人體的作用方式,非熱效應(yīng) 免疫系統(tǒng)：長(zhǎng)期接觸低強(qiáng)度微波的人和同齡正常人相比，體液與細(xì)胞免疫指標(biāo)中的免疫球蛋白降低，使人體的體液與細(xì)胞免疫能力下降。 內(nèi)分泌系統(tǒng)：低強(qiáng)度微波輻射就可使人的丘腦-垂體-腎上腺功能紊亂；CRT、ACTH活性增加，內(nèi)分泌功能受到影響。 遺傳效應(yīng)：微波能損傷染色體。 比如用195MHz、2.45GHz和96Hz的微波照射老鼠，會(huì)使4%-12%的精原細(xì)胞骨形成染色體缺陷，老鼠能繼承這種缺陷，染色體缺陷可引起受傷者智力遲鈍、平均壽命縮短。,2、電磁輻射對(duì)人體的作用方式,累積效應(yīng) 熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)作用于人體后，對(duì)人體的傷害尚未來(lái)得及自我修復(fù)之前，再次受到電磁波輻射的話，其傷

7、害程度就會(huì)發(fā)生累積，久之會(huì)成為永久性病態(tài)，危及生命。 對(duì)于長(zhǎng)期接觸電磁波輻射的群體，即使功率很小，頻率很低，也可能會(huì)誘發(fā)想不到的病變，應(yīng)引起警惕。,3、電磁輻射對(duì)人體的危害,電磁輻射的危害與波長(zhǎng)有關(guān)。長(zhǎng)波對(duì)人體的危害較弱，隨著波長(zhǎng)的縮短，對(duì)人體的危害運(yùn)漸加強(qiáng)，而微波的危害最大。 研究發(fā)現(xiàn)，電磁場(chǎng)的生物效應(yīng)隨頻率的加大而遞增，其危害程度，微波超短波短波長(zhǎng)波；脈沖波連續(xù)波。 頻率與作用程度亦成正比。 強(qiáng)磁場(chǎng)能在短時(shí)間內(nèi)使人失去定向感覺(jué)。,3、電磁輻射對(duì)人體的危害,電磁輻射的致癌突變作用 美國(guó)一癌癥療基金會(huì)對(duì)一些遭電磁輻射損傷的病人抽樣化驗(yàn)，結(jié)果表明在高壓線附近工作的人快24倍。 對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)的影響

8、能減少眼部血流量，引發(fā)視覺(jué)障礙，導(dǎo)致視覺(jué)疲勞和不舒適。 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)造成直接傷害。 損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，頭部長(zhǎng)期受電磁輻射影響后，輕則引起失眠多夢(mèng)、頭痛頭昏、疲勞無(wú)力、記憶力減退、易怒、抑郁等神經(jīng)衰弱癥，重則使大腦皮細(xì)胞活動(dòng)能力減弱，并造成腦損傷。,3、電磁輻射對(duì)人體的危害,對(duì)人體生殖系統(tǒng)和遺傳的影響 長(zhǎng)期受到電磁波輻照，可使男性精子減少，使精子基因畸形并可能變成不育或者畸胎。 電磁輻射是造成孕婦流產(chǎn)、不育、畸胎等病變的誘發(fā)因素。 女性和胎兒尤其容易受到傷害，1至3個(gè)月為胚胎期，受到強(qiáng)電磁輻射可能造成肢體缺陷或畸形；4至5個(gè)月為胎兒成長(zhǎng)期，受電磁輻射可導(dǎo)致免疫力功能低下，出生后身體弱，抵

9、抗力差。 引發(fā)心血管疾病、糖尿病 可導(dǎo)致兒童智力殘缺,4、電磁輻射對(duì)裝置、物質(zhì)和設(shè)備的影響及危害,主要是電磁干擾與電磁感應(yīng)的作用 干擾通訊、電視信號(hào) 比如電子戰(zhàn) 對(duì)易爆物質(zhì)和裝置的危害 火藥、雷管和炸藥等 常規(guī)電氣引爆兵器裝置等 電磁輻射對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的危害 酒精、煤油、液化氣等,電磁輻射八大高危行業(yè),金融：由于普遍使用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、現(xiàn)代化辦公設(shè)施，操作人員直接受到電磁輻射。 廣電：廣播、電視發(fā)射系統(tǒng)、無(wú)線電發(fā)射系統(tǒng)、編輯機(jī)房、演播室均向外發(fā)射大量電磁波。 IT：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)向外發(fā)射大量電磁波。 電力：高壓輸電、變電、發(fā)電設(shè)施產(chǎn)生高強(qiáng)度電磁波。 電信：移動(dòng)通訊基站等無(wú)線通訊系統(tǒng)電磁波強(qiáng)度很

10、大，尤其是手機(jī) 。 民航：民航指揮塔及飛機(jī)本身都向外發(fā)送大量電磁波，此行業(yè)人員尤其應(yīng)注意防護(hù)。 鐵路：電氣化鐵路的電力線及變配系統(tǒng)向外發(fā)射大量電磁波。 醫(yī)療：高頻理療、超短波理療及各類頻譜儀，都向外發(fā)射大量電磁波。,5、電磁輻射對(duì)肌體作用的相關(guān)因素,場(chǎng)強(qiáng) 頻率 作用時(shí)間與作用周期 與輻射源的間距 振蕩性質(zhì) 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫度和濕度 年齡與性別 適應(yīng)與積累作用,第三節(jié) 安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),1、作業(yè)場(chǎng)所工頻輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),工頻電場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 主題內(nèi)容與適用范圍 本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)的最高容許量及其測(cè)試方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于交流輸電系統(tǒng)中接觸電場(chǎng)的電力作業(yè)人員及帶電作業(yè)人員。 衛(wèi)生要求 作業(yè)場(chǎng)所工頻電場(chǎng)8h

11、最高容許量為5kV/m（50Hz）。 因工作需要必須進(jìn)入超過(guò)最高容許量的地點(diǎn)或延長(zhǎng)接觸時(shí)間時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施。 帶電作業(yè)人員應(yīng)該處在“全封閉式”的屏蔽裝置中操作，或應(yīng)穿包括面部的屏蔽服。 工頻磁場(chǎng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)目前尚未制定此類標(biāo)準(zhǔn),2、作業(yè)場(chǎng)所高頻輻射安全衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),工作頻率適用范圍 100kHz30MHz 場(chǎng)強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)限值 E20V/m H5A/m,3、超高頻輻射作業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn),超高頻輻射(即超短波) 指頻率為30300MHz或波長(zhǎng)為10-1m的電磁輻射。 脈沖波與連續(xù)波 以脈沖調(diào)制所產(chǎn)生的超短波稱脈沖波；以連續(xù)振蕩所產(chǎn)生的超短波稱連續(xù)波。 功率密度 單位時(shí)間、單位面積內(nèi)所接受超高頻輻射的能量稱

12、功率密度，以P表示，單位為mW/cm2。 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限值 連續(xù)波：一日內(nèi)8h暴露時(shí)不得超過(guò)0.05mW/cm2(14V/m)；4h暴露時(shí)不得超過(guò)0.1mW/cm2(19V/m)。 脈沖波：一日內(nèi)8h暴露時(shí)不得超過(guò)0.025mW/cm2(10V/m)。4h暴露時(shí)不得超過(guò)0.05mW/cm2(14V/m)。,4、作用場(chǎng)所微波輻射衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),微波指頻率為300MHz-300GHz，相應(yīng)波長(zhǎng)為1m-1mm范圍內(nèi)的電磁波。 平均功率密度表示微波在單位面積上一個(gè)工作日內(nèi)的平均輻射功率； 日劑量表示一日接受微波輻射的總能量，等于平均功率密度與受輻射時(shí)間的乘積。計(jì)量單位為Wh/cm2或mWh/cm2。 衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)限

13、量值 連續(xù)波：一日8h暴露的平均功率密度為50W/cm2 脈沖波：一日8h平均功率密度為25W/cm2 肢體局部輻射(不區(qū)分連續(xù)波和脈沖波)：一日8h暴露的平均功率密度為(500W/cm2) 短時(shí)間暴露最高功率密度的限制：當(dāng)需要在大于1mW/cm2輻射強(qiáng)度的環(huán)境中工作時(shí)，除按日劑量容許強(qiáng)度計(jì)算暴露時(shí)間外，還需使用個(gè)人防護(hù)，但操作位最大輻射強(qiáng)度不得大于5mW/cm2,第四節(jié) 環(huán)境安全標(biāo)準(zhǔn),1、電磁輻射防護(hù)規(guī)定（GB8702-77）,電磁輻射防護(hù)限值 基本限值 職業(yè)照射：在每天8h工作期間內(nèi)，任意連續(xù)6min按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.1W/kg。 公眾照射：在一天24h內(nèi)，任意連續(xù)6

14、min按全身平均的比吸收率（SAR）應(yīng)小于0.02w/kg。,職業(yè)照射,在每天 8 h工作期間內(nèi)，電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù) 6 min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足以下要求。,職業(yè)照射導(dǎo)出限值,注：*系平面波等效值，供對(duì)照參考。 *供對(duì)照參考，不作為限值;表中f是頻率，單位為MHz；表中數(shù)據(jù)作了取整處理。,公眾照射,在一天 24 h內(nèi)，環(huán)境電磁輻射場(chǎng)的場(chǎng)量參數(shù)在任意連續(xù) 6min內(nèi)的平均值應(yīng)滿足以下要求。,公眾照射導(dǎo)出限值,注：l）系平面波等效植，供對(duì)照參考。 2）供對(duì)照參考，不作為限值；表中f是頻率，單位為MHz；表中數(shù)據(jù)作了取整處理。,2、環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),分級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 以電磁波輻射強(qiáng)度及其頻段特性

15、對(duì)人體可能引起潛在性不良影響的閾下值為界，將環(huán)境電磁波容許輻射強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)分為二級(jí)。 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 為安全區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作、生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者），均在會(huì)受到任何有害影響的區(qū)域；新建、改建或擴(kuò)建電臺(tái)、電視臺(tái)和雷達(dá)站等發(fā)射天線，在其居民覆蓋區(qū)內(nèi)，必須符合“一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)”的要求。,2、環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 為中間區(qū)，指在該環(huán)境電磁波強(qiáng)度下長(zhǎng)期居住、工作和生活的一切人群（包括嬰兒、孕婦和老弱病殘者）可能引起潛在性不良反應(yīng)的區(qū)域；在此區(qū)內(nèi)可建造工廠和機(jī)關(guān)，但在許建造居民住宅、學(xué)較、醫(yī)院和療養(yǎng)院等，已建造的必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。 超過(guò)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)地區(qū)，對(duì)人體可帶來(lái)

16、有害影響；在此區(qū)內(nèi)可作綠化或種植農(nóng)作物，但禁止建造居民住宅及人群經(jīng)?；顒?dòng)的一切公共設(shè)施，如機(jī)關(guān)、工廠、商店和影劇院等；如在此區(qū)內(nèi)已有這些建筑，則應(yīng)采取措施，或限制輻射時(shí)間。,2、環(huán)境電磁波衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),衛(wèi)生要求,3、電磁污染源調(diào)查,調(diào)查目的 為了快速開展治理工作，切實(shí)保護(hù)環(huán)境，造福人類，對(duì)電磁污染進(jìn)行調(diào)查研究，有利于找準(zhǔn)污染源和電磁污染分布規(guī)律，為評(píng)價(jià)和污染防治提供依據(jù)。 調(diào)查內(nèi)容 污染源與射頻設(shè)備的使用情況調(diào)查 主要污染源源強(qiáng)測(cè)試 電磁污染情況調(diào)查 調(diào)查程序 設(shè)計(jì)調(diào)查表并展開調(diào)查 定點(diǎn)測(cè)量 整理數(shù)據(jù)及繪制輻射圖，進(jìn)行綜合分析,4、電磁污染的監(jiān)測(cè)方法,電磁污染的測(cè)量實(shí)際是電磁輻射強(qiáng)度的測(cè)量。 根據(jù)

17、不同需要與目的，應(yīng)用不同的測(cè)量方式 對(duì)已建臺(tái)和擴(kuò)建臺(tái)，為調(diào)查輻射源周圍環(huán)境電磁波輻射強(qiáng)度，及其分布規(guī)律，常以輻射源為中心，在不同方位取點(diǎn)的方式進(jìn)行測(cè)量，簡(jiǎn)稱點(diǎn)測(cè)； 為全面調(diào)查某地區(qū)環(huán)境電磁波的背景值及按人口調(diào)查居民人群所受輻射強(qiáng)度的測(cè)量簡(jiǎn)稱面測(cè)。 近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量 遠(yuǎn)區(qū)場(chǎng)強(qiáng)的測(cè)量,5、測(cè)量?jī)x器與設(shè)備,5、測(cè)量?jī)x器與設(shè)備,近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)儀 超高頻近區(qū)場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量?jī)x 遠(yuǎn)場(chǎng)儀與干擾儀 微波漏能測(cè)試儀,第五節(jié) 電磁污染控制,1、電磁輻射的主要防護(hù)措施,制定防護(hù)技術(shù)措施 的原理 加強(qiáng)電磁兼容性設(shè)計(jì)審查與管理 認(rèn)真做好模擬預(yù)測(cè)與危害分析 設(shè)備的合理設(shè)計(jì) 提高槽路的濾波度 元件與布線要合理 屏蔽體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理 實(shí)行屏

18、蔽,1、電磁輻射的主要防護(hù)措施,制定防護(hù)技術(shù)措施 的原理 射頻接地 吸收防護(hù) 采用機(jī)械化與自動(dòng)化作業(yè)，實(shí)行遠(yuǎn)距離防護(hù) 濾波 設(shè)備的正確使用 加強(qiáng)個(gè)人防護(hù) 加強(qiáng)城市規(guī)劃與管理，實(shí)行區(qū)域控制,2、高頻輻射的屏蔽防護(hù),屏蔽是防止電磁波輻射的關(guān)鍵 電磁屏蔽 接地技術(shù) 濾波 其他 廣播、電視發(fā)射臺(tái)的電磁輻射防護(hù),2.1電磁屏蔽的概念與機(jī)理,電磁屏蔽的概念 利用屏蔽體阻止電磁場(chǎng)在空間傳播的一種方法，即限制從屏蔽材料的一側(cè)空間向另一側(cè)空間傳遞電磁能量。 電磁屏蔽原理 采用低電阻的導(dǎo)體材料，由于導(dǎo)體材料對(duì)電磁能流具有反射和引導(dǎo)作用，在導(dǎo)體材料內(nèi)部產(chǎn)生與源電磁場(chǎng)相反的電流和磁極化，從而減弱源電磁場(chǎng)的輻射效果。,

19、2.1電磁屏蔽機(jī)理,屏蔽材料的屏蔽電磁作用機(jī)理 a.入射表面的反射衰減； b.未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收的衰減； c.屏蔽體內(nèi)部的多次反射衰減。 反射衰減，就是電磁場(chǎng)射入金屬導(dǎo)體時(shí)，由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流。在這個(gè)感應(yīng)電流的作用下，必然建立一個(gè)新的電磁場(chǎng)，從而將入射場(chǎng)能衰減。反射衰減的大小取決于屏蔽層與屏蔽層周圍介質(zhì)之間的阻抗匹配情況。 吸收衰減，實(shí)質(zhì)上是導(dǎo)體的熱損耗。它的產(chǎn)生完全是由于電磁場(chǎng)射入金屬屏蔽體時(shí)，因電磁感應(yīng)而在金屬表面產(chǎn)生了感應(yīng)電流，又由于金屬導(dǎo)體中特別是導(dǎo)體表面有一定電阻存在，必然在金屬屏蔽層內(nèi)，產(chǎn)生熱損耗。,2.2.1 表面導(dǎo)電材料,表層導(dǎo)電型屏蔽材料，包括導(dǎo)電涂

20、料、金屬熔射、貼金屬箔和電鍍塑料等。尤其是導(dǎo)電涂料以其低成本和中等屏蔽效果，簡(jiǎn)單實(shí)用且適用面廣等優(yōu)點(diǎn)目前仍占據(jù)電磁屏蔽材料的主要市場(chǎng)。,2.2電磁屏蔽材料,2.2.1 表面導(dǎo)電材料,(1)導(dǎo)電涂料 電磁輻射污染防護(hù)導(dǎo)電涂料是一種流體材料，由合成樹脂、導(dǎo)電填料、溶劑配制而成，可噴涂在塑料等基材表面上，形成電磁屏蔽導(dǎo)電層，從而使塑料達(dá)到屏蔽電磁波的目的。 常用的屏蔽涂料主要是以復(fù)合法制得的，是以高分子材料為基體加入各種導(dǎo)電物質(zhì)經(jīng)過(guò)分散復(fù)合，層壓復(fù)合等方法處理后而具有導(dǎo)電功能的多相復(fù)合體，一般由樹脂、稀釋劑、添加劑及導(dǎo)電性填料等組成。這種復(fù)合體既有導(dǎo)電功能，同時(shí)又具有高分子材料的許多優(yōu)異性。成膜樹脂

21、在涂料噴涂后的涂層中起骨架作用。 用作成膜物的原材料有環(huán)氧樹脂、聚氨酯、醇酸樹脂、酚醛樹脂、丙烯酸樹脂等。其中丙烯酸樹脂在塑料、水泥墻表面具有很好的附著力和較高的硬度，且耐寒、耐熱、耐腐蝕及防水性在普通涂料所用樹脂中均屬上乘。,2.2.1 表面導(dǎo)電材料,(1)導(dǎo)電涂料 稀釋劑和添加劑用以降低樹脂的黏度，浸潤(rùn)填充物，常用的有甲基溶纖劑、松木油、乙二醇丁醚醋酸酯等，稀釋劑一般不采用溶劑型的，以避免發(fā)生氣泡而降低導(dǎo)電性和黏接性。添加劑的作用是提高涂料的施工性能，促使金屬導(dǎo)電填料微粒在涂料中分散得更均勻，并提高金屬微粒的抗蝕性能。 導(dǎo)電填料決定著屏蔽效果的好壞。可用作導(dǎo)電填料的非金屬材料有炭黑和碳纖維

22、、石墨及石墨纖維等。非金屬材料導(dǎo)電性能差，屏蔽效果低。金屬填料分為金屬粉和金屬氧化物，成本較高。為了降低導(dǎo)電填料的成本，提高導(dǎo)電性能，常采用復(fù)合導(dǎo)電填料，分為復(fù)合粉末(如金屬-金屬、金屬-非金屬、金屬-陶瓷)和復(fù)合纖維(如尼龍、玻璃絲、碳纖維等鍍金屬或金屬氧化物等)。,2.2.1 表面導(dǎo)電材料,(2)金屬敷層屏蔽材料 通過(guò)化學(xué)鍍金、金屬熔融噴射、真空噴鍍和貼金屬箔等方法，使高分子絕緣材料的表面獲得很薄的導(dǎo)電金屬層，從而達(dá)到電磁屏蔽之目的。 化學(xué)鍍金是采用非電解法在A(丙烯腈)B(丁二烯)S(苯乙烯)等工程塑料表面鍍上一層具有電磁屏蔽特性的金屬導(dǎo)電層。鍍層均勻且與基體黏附力強(qiáng)；可雙面鍍以提高屏蔽

23、效果；可批量生產(chǎn)；屏蔽效果好且成本低。 金屬熔射法敷層是將金屬鋅經(jīng)電弧高溫熔化后，用高速氣流將熔化的鋅以極細(xì)的顆粒狀粉末吹到高分子材料的表面上，從而在表面形成一層極薄的金屬層。,2.2.1 表面導(dǎo)電材料,(2)金屬敷層屏蔽材料 真空噴鍍法一般是在真空條件下加熱，使鋁、鉻、銅等金屬離子蒸發(fā)到塑料表面而形成均勻的金屬膜導(dǎo)電層。導(dǎo)電性好、鍍層沉積速度快、黏附力強(qiáng)，但對(duì)復(fù)雜形狀處理則比較困難，且真空容器的大小使塑料制品的尺寸受到限制。 貼金屬箔復(fù)合屏蔽材料是利用鋁箔、銅箔和不銹鋼箔等塑料薄板、薄片和薄膜經(jīng)層壓制成的復(fù)合材料，適宜制造軟質(zhì)和硬質(zhì)的屏蔽材料。牢固、導(dǎo)電性能好、屏蔽效果好。,2.2.2填充復(fù)

24、合型屏蔽材料,由電絕緣性較好的合成樹脂和具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的其它添加劑所組成，經(jīng)注射成型或擠壓成型等方法制成各種電磁屏蔽材料制品。 常用的合成樹脂有聚苯醚、聚碳酸酯、ABS、尼龍和熱塑性聚酯等。 導(dǎo)電填料一般選用大尺寸的纖維狀與片狀材料。 目前最常用的有金屬纖維、金屬片等，此外還有碳纖維、超導(dǎo)炭黑、金屬合金填料等。,2.2.2填充復(fù)合型屏蔽材料,(1)金屬填充聚合物屏蔽材料 導(dǎo)電材料金屬片和金屬粉末是最初使用的電磁屏蔽材料的填料。 銀具有優(yōu)良的導(dǎo)電生能、耐氧化，具有突出的屏蔽效果，但價(jià)格昂貴。銅導(dǎo)電性良好，價(jià)格適中，但密度較大，易在聚合物基體中分散，從而影響復(fù)合材料的電磁屏蔽效果，而且銅粉容易被

25、氧化變質(zhì)而降低導(dǎo)電性。金屬鎳粉不易氧化，但電導(dǎo)率較低。為了提高填料的綜合性能，常將銅、鎳或銀混合使用。 金屬纖維由于具有較大的長(zhǎng)徑比，易在聚合物基體中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，開發(fā)的品種有鐵纖維、黃銅纖維、不銹鋼纖維等。鐵纖維填充塑料是開發(fā)出來(lái)的一個(gè)品種，其綜合性能優(yōu)良，成型加工性好。,2.2.2填充復(fù)合型屏蔽材料,(2)非金屬填充聚合物屏蔽材料 石墨、炭黑具有成本低、分散性好等特點(diǎn)，但往往在很高的含量下才能具有一定的電磁屏蔽效果，這樣會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的力學(xué)性能顯著下降，而且制品本身為黑色，影響了產(chǎn)品的外觀，應(yīng)用范圍受到限制。 碳纖維具有高強(qiáng)、高模、化學(xué)穩(wěn)定性好、比重小等優(yōu)點(diǎn)，鍍金屬的碳纖維或石墨纖維等有很好的

26、電磁屏蔽性能。利用這類復(fù)合填料制備的電磁屏蔽材料既可降低成本，還克服了用純金屬作填料時(shí)所造成的材料密度過(guò)大的缺點(diǎn)。,2.2.3 電磁屏蔽織物,國(guó)內(nèi)外現(xiàn)已研制出用涂層法、電鍍法及復(fù)合紡絲法制造的電磁屏蔽織物，共混紡絲法正處于研制階段。與薄膜、板材等電磁屏蔽材料相比，電磁屏蔽織物更貼近人們的生活。用電磁屏蔽織物做成的服裝、包裝袋、裝飾材料等，即滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枰?，又起防護(hù)作用。,2.2.3 電磁屏蔽織物,最早的電磁屏蔽織物主要是普通布化學(xué)鍍金屬化合物織物、普通布電鍍金屬化合物織物、普通化纖絡(luò)合銅纖維織物、碳纖維與普通混紡織物及金屬纖維無(wú)紡布等。 這些織物存在怕揉搓、拉伸、洗滌、或屏蔽性能不持久等

27、。碳纖維由于具有比重小、比強(qiáng)度高、導(dǎo)電性良好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于電磁屏蔽復(fù)合材料中。 普通碳纖維可借助特殊的工藝處理方法，通過(guò)改善碳纖維的電磁性能而使屏蔽效能得到進(jìn)一步的提高。 這些方法包括在碳纖維表面包覆金屬、鍍覆SiC、沉積石墨炭粒，及將碳纖維原料與其它成分混合制成復(fù)合碳纖維等。,2.2.3 電磁屏蔽織物,電磁屏蔽纖維的制法有 (1)電鍍法：將普通纖維先經(jīng)退漿處理后用溶劑浸泡，經(jīng)化學(xué)粗化、敏化、活化處理后用化學(xué)電鍍法使金屬沉積在纖維表面。該法制得的纖維導(dǎo)電率高、強(qiáng)度高、耐磨、耐腐蝕性好，但手感較差，包合困難，金屬不易勻化，耐洗牢度不高。 (2)涂敷法：產(chǎn)業(yè)用紡織品在普通纖維表面涂上金屬或金屬

28、化合物，可采用黏合劑使金屬附在纖維表面，也可將纖維直接軟化后與金屬黏合。該法涂層易脫落，且不易分布均勻 。 (3)復(fù)合紡紗法：將鍍金屬纖維與普通纖維進(jìn)行復(fù)合紡紗可制得具有電磁屏蔽功能的復(fù)合纖維。,2.2.3 電磁屏蔽織物,電磁屏蔽纖維的制法有 (4)共混紡絲法：將具有電磁屏蔽功能的無(wú)機(jī)粒子或粉末與普通纖維切片共混合進(jìn)行紡絲，可制備具有良好的導(dǎo)電性和鐵電性的纖維，又使纖維不失去原有的強(qiáng)度、延伸性、耐洗性和耐磨性。共混法制得的材料具有成本低、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但屏蔽性能不高，特別是高頻時(shí)屏蔽性能會(huì)下降，而增加填料的用量將損失材料的機(jī)械性能,2.2.4 其它新型屏蔽材料,(1)納米材料：具有特

29、殊的抗紫外線、抗老化、抗菌消臭及良好的導(dǎo)電性和靜電屏蔽效應(yīng)。將具有這些特殊功能的納米材料與紡織原料進(jìn)行復(fù)合可制備各種功能纖維。 (2)導(dǎo)電玻璃纖維：導(dǎo)電玻璃纖維是鍍金屬技術(shù)與纖維表面處理相結(jié)合的產(chǎn)物。鍍金屬玻璃纖維的強(qiáng)度高、導(dǎo)電性好、易成型、成本低，具有很好的應(yīng)用前景。 (3)非晶態(tài)合金材料：非晶態(tài)合金材料具有高強(qiáng)度、高硬度、高延展性等機(jī)械性能，耐腐蝕性好，還具有較好的催化及貯氫特性，抗輻照能力強(qiáng)，可形成一系列性能優(yōu)良的軟磁材料。 (4)聚苯胺導(dǎo)電纖維：與其他導(dǎo)電聚合物相比，原料易得，合成簡(jiǎn)單，具有較高的導(dǎo)電率和優(yōu)良的電磁性能。由于具有潛在的溶液加工可能性，同時(shí)還具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，被認(rèn)為是

30、最有應(yīng)用前景的導(dǎo)電聚合物。,2.3 電磁波吸收材料,吸波材料一般由機(jī)體材料與損耗介質(zhì)復(fù)合而成，研究?jī)?nèi)容包括基體材料、損耗介質(zhì)和成型工藝的設(shè)計(jì)，其中損耗介質(zhì)的性能、數(shù)量及匹配選擇是吸波材料設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。吸波材料按其成型工藝和承載能力，可分為涂敷型吸波材料和結(jié)構(gòu)型吸波材料兩大類。 涂敷型吸波材料是將吸收劑與黏結(jié)劑混合后涂敷于目標(biāo)表面形成吸波涂層；而結(jié)構(gòu)型吸波材料，則通常是將吸收劑分散在由特種纖維增強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料中所形成的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料，它具有承載和吸收電磁波的雙重功能。,2.3.1電磁波吸收原理,電磁屏蔽不能從根本上削弱、消除電磁波。只有使用電磁波吸收材料，把電磁能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，才能消耗電

31、磁波。電磁波吸收材料的作用是吸收入射的電磁波，并將電磁能轉(zhuǎn)換成熱能損耗掉。 目前耗損電磁能的手段有： 借助介電物或微粒的分子在電磁作用下趨于運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受限定導(dǎo)電率影響而將電磁能轉(zhuǎn)變成熱能損耗掉； 采用以結(jié)構(gòu)形式使入射波相位與反射波的相反來(lái)衰減電磁能。,2.3.2涂敷型吸波材料,將吸波涂料分散在有機(jī)高分子材料的黏結(jié)劑中，同時(shí)加入一些其它附加物，采用涂刷或噴涂方法加工，經(jīng)常溫固化形成涂層結(jié)構(gòu)。該涂層適用于復(fù)雜曲面形體，且耐候性及綜合機(jī)械性能良好。涂敷型吸波材料工藝簡(jiǎn)單、使用方便、容易調(diào)節(jié)。 (1)鐵氧體吸波涂料：是把鐵氧體分散在有機(jī)高分子材料的黏結(jié)劑中，同時(shí)還加入一些其它附加物。鐵氧體可分為尖晶石

32、型、石榴石型和磁鉛石型。 自然共振是鐵氧體吸收電磁波的主要機(jī)制。自然共振是指鐵氧體在不加外恒磁場(chǎng)的情況下，由入射的交變磁場(chǎng)和晶體的磁性各向異性等共同作用產(chǎn)生的共振。由于鐵氧體既是磁介質(zhì)又是電介質(zhì)，具有磁吸收和電吸收兩種功能，是性能極佳的吸波材料，與其它吸波材料相比，它還具有體積小、吸波效果好、成本低的特點(diǎn)。但它也具有密度大、高溫特性差等缺點(diǎn)。,2.3.2涂敷型吸波材料,(2)超微磁性金屬粉：磁性金屬、合金粉末具有溫度穩(wěn)定性能好，磁導(dǎo)率、介電常數(shù)大，電磁損耗大，有利于達(dá)到阻抗匹配和展寬吸收頻帶等優(yōu)點(diǎn)，是今后吸收材料的主要發(fā)展方向。 而超微磁性金屬粉材料就是將超細(xì)磁性金屬粉末與高分子黏結(jié)劑復(fù)合而成，可通過(guò)多相超細(xì)磁性金屬粉末的混合比例等調(diào)節(jié)電磁參數(shù)，達(dá)到較為理想的吸波效果。 金屬微粉吸波材料主要有兩類：一是羰基金屬微粉吸波材料；二是通過(guò)蒸發(fā)、還原、有機(jī)醇鹽等工藝得到的磁性金屬微粉吸波材料。 金屬微粉吸波材料微波磁導(dǎo)率較高、溫度穩(wěn)定性好，但抗氧化、耐酸堿能力差，遠(yuǎn)不如鐵氧體；介電常數(shù)較大且頻譜特性差，低頻段吸收性能較差；密度較大。,2.3.2涂敷型吸波材料,(3)納米材料：材料組分特征尺寸在0.1-100nm，它具有極好的吸波特性，頻帶寬、兼容性好、質(zhì)量小和厚度薄，對(duì)電磁波的透射率及吸收率比微米級(jí)粉體要大得多。 (4