绒面吸波面料化学镀膜吸波性能分析

王小燕,孙见成

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)



绒面吸波面料化学镀膜吸波性能分析

王小燕,孙见成

(西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安 710048)

探讨绒面吸波面料利用化学镀的方式镀上金属镍粉后的吸波性能。通过改变施镀时间和绒面结构，采用控制变量的方法，对吸波性能进行了测试分析。试验结果表明，在化学镀镍工艺中，施镀时间和绒面结构影响吸波性能。

化学镀 施镀时间 绒面结构

0 引言

所谓吸波材料是指能将入射的电磁波转化成其他形式能量(如机械能、电能和热能)而消耗掉的材料[1-2]。理想的吸波材料应具有吸收频带宽、质量轻、厚度薄、物理机械性能好、使用简便等特点[2]。本文选取的是目前少有人研究的绒面织物，这种织物经过吸波剂浸渍整理后，具有质量轻、手感柔软、吸波性能良好的特点[3]。化学镀镍技术具有工艺比较简单，镀层性能优良，是一种新兴发展的表面处理技术,由于化学镀镍层硬度高，耐磨性能好，减摩系数低，镀态结构为非晶态，耐腐蚀性极佳[4]。因此，采用绒面吸波面料作为基布，来研究绒面吸波面料利用化学镀的工艺镀上金属镍粉后的吸波性能就显得意义重大。本文试图通过理论分析和实验的方法找到影响化学镀镍吸波性能的因素及其影响规律。

1 实验部分

1.1 实验原料和设备

1.1.1 实验原料

实验中所用到的实验原料如表1所示

表1 实验原料

1.1.2 实验设备

实验中所用到的设备如表2所示

表2 实验设备

1.2 镀膜试样纤维表面微观形貌图

图1所示为化学镀镍后，绒面织物纤维表面的扫描电镜照片(细羊羔绒织物，施镀时间20min)，放大倍数分别为100和2000。如图1的(a)和(b)所示，施镀后纤维表面存在着两种形态的镀层：一是纤维表面直接包覆着一层致密的镍金属膜；二是在这层膜的外表面还积聚着很多沉积在一起的金属颗粒，包裹在第一层膜表面，形成明显的镀层。

(a) (b)

1.3 实验条件

在本次实验中对于吸波性能的测试有着明确的目标。首先要进行吸波测试必须要在没有电磁干扰的情况下进行，这是对吸波测试最基本的要求。因此，我们要选择一段地域开阔没有电磁反射干扰的地段。在条件允许的情况下，最好选择在电波暗室测试。

2 测试结果与分析

2.1 施镀时间对化学镀镍绒面织物吸波性能的影响

在本次实验中，采用控制变量的方法来分析施镀时间对化学镀镍绒面织物吸波性能的影响。首先，在粗化和活化的所有条件相同的情况下，施镀时间影响镀层的厚度，进而影响吸波的效果。 图2(a)所示为三种不同的施镀时间对2cm 长毛绒织物吸波性能的影响分析，当施镀时间为 20min 时，有效吸收频段为0，最优反射值出现在 W波段，为-5.2dB。图2(b)所示为三种不同的施镀时间对粗羊羔绒织物吸波性能的影响分析，施镀时间为 20min 时，有效吸收频段为W波段，最优反射值为-7.3d B。图2(c)所示是三种不同的施镀时间对细羊羔绒织物吸波性能的影响分析，从图中可以看出，在施镀时间为20min时，有效吸波频段是0，最优的反射值出现在W波段，其值是-4.7dB。由此可得出，利用化学镀镍织物所制备的绒面织物的吸波性能并不理想，低频的吸波性能为0，只在C、X、Ku、Ka、W波段出现吸波现象。总的来说，施镀时间对吸波性能的影响主要反应为增重率对吸波性能的影响，增重率对中低频波段的影响不大，高频波段的反射值优于低频波段，随增重率的增加，反射峰向着低频移动。

图2(a) 不同的施镀时间下长毛绒织物的吸波性能分析

图2(b) 不同的施镀时间下粗羊羔绒织物的吸波性能分析

图2(c) 不同施镀时间下细羊羔绒织物吸波性能分析

2.2 绒面结构对化学镀镍织物吸波性能的影响

图3所示是施镀时间为20min时，2cm长绒毛、细羊羔绒、粗羊羔绒织物在不同波段的反射率情况。由图3可知，粗羊羔绒织物由于其独特的外观特性，有利于增重率的增加，即电磁波的多次反射吸收，其吸波性能较其他两种绒面织物要好。由前面的分析可知，化学镀镍绒面织物本身吸波效果并不理想。主要有如下两个原因：(1)金属镍粉作为单一的吸波剂吸波效果差，而且吸波频带较窄，吸波特性变差；(2)在实际操作过程中，绒毛和镍不能均匀接触，在很大程度上影响适度效果。

图3 绒面结构对化学镀镍织物吸波性能的影响

3 结论

通过以上实验，我们可以得到如下结论：

(1)在化学镀镍过程中，施镀时间的控制至关重要，它对增重率有着很大的影响，最佳的施镀时间应控制在20min左右，时间过短金属镍离子还原不充分，时间过长会使镀液变坏从而影响原先的镀层。

(2)金属镍作为单一的吸波剂，化学镀吸波效果并不是很理想。镍粉需与其他金属如铁、钴、锌等混合制成合金粉末，或与电损耗型吸波剂如炭黑等复合才能起到相应的吸波效果。

(3)由于金属镍本身的吸波效果不佳，所以绒面织物的类型对化学镀镍吸波面料的影响差异并不是很明显。

(4)基布不同绒面结构不同，吸波效果也不同，粗羊羔绒织物由于其独特的外观特性，它具有优于细羊羔绒织物和长毛绒织物的吸波特性，因此，在选择基布方面也是关键因素。

(5)所有镀层后的绒面织物都可以吸收2GHz～18GHz这个频段的电磁波。在8GHz～12GHz频段吸收电磁波能力较好是1cm和2cm的长毛绒，与之比较，3cm、4cm、6cm的长毛绒织物在各个频段的吸波性能都比较稳定。

[1] 刘元军，赵晓明，李卫斌.吸波材料研究进展[J].成都纺织高等专科学校学报，2015(3)：23-29.

[2] 赵晓明，鲁亚稳.吸波材料的最新研究进展及发展趋势[J].成都纺织高等专科学校学报，2016(3)：120-124.

[3] 温娇，丁志荣，张琰卿，等．吸波涂层复合面料的制备及其吸波性能[J].纺织学报，2014，35(5) ：61-66.

[4] 廖西平,夏洪均.化学镀镍技术及其工业应用[J].重庆工商大学学报，2009，26(4)：400-402.

2017-01-15

王小燕(1990-)，女，硕士研究生，研究方向：纺织材料与纺织品设计。

TS101.92

A

1008-5580(2017)02-0177-03