Struktury włókiennicze chroniące przed działaniem pola elektromagnetycznego (PEM)

• Autorzy: Wiśniewski Błażej , Śledzińska Katarzyna

Warianty tytułu

EN

Textile structures protecting against electromagnetic field (EMF)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości otrzymywania włókienniczych materiałów kompozytowych charakteryzujących się tłumieniem pola elektromagnetycznego w szerokim zakresie częstotliwości (od kilkunastu MHz do 18 GHz). Jedną z grup materiałów reprezentują włókniny na bazie polipropylenu metalizowane różnymi stopami metali za pomocą metody rozpylania magnetronowego w plazmie gazu obojętnego (argonu). Najlepsze wyniki skuteczności ekranowania (SE) wynoszące od 38 do 45 dB uzyskano dla materiałów pokrytych powłokami (miedź/cyna Cu/Sn i miedź/cynk/nikiel Cu/Zn/Ni) dla częstotliwości 27,12 MHz. Najniższą skuteczność ekranowania w granicach 15-29 dB posiadały próby zwierające powłoki: nikiel/chrom Ni/Cr i nikiel/miedź/żelazo Ni/Cu/Fe dla tej samej częstotliwości. Drugą grupę stanowią dziane materiały ekranujące. W zależności od struktury oraz zastosowanego surowca konduktywnego (posrebrzane włókna poliamidowe, włókna stalowe) skuteczność ekranowania materiałów badana metodą falowodową w obszarze częstotliwości 2,5-18 GHz, wynosi 30-47 dB a współczynnik transmisji 0,01-0,1%. Wysoka skuteczność ekranowania oraz niska przenikalność PEM przy niskiej masie powierzchniowej i grubości, ma zasadnicze znaczenie w zakresie możliwych obszarów zastosowań tych materiałów np. ubrania, odzież ochronna i jej elementy, przenośne ekrany PEM dla różnych zastosowań użytkowych.

EN

The article presents the possibilities to obtain textile composite materials which have a barrier effect against electromagnetic field in a wide range of frequencies (from several MHz to 18 GHz). One group of materials is represented by nonwovens based on polypropylene metallized with various metal alloys by the magnetron sputtering method in a plasma of an inert gas (argon). The best shielding effectiveness SE results (from 38 to 45 dB at a frequency of 27,12 MHz) were obtained for materials which have metallic layers (copper/tin Cu/Sn and copper/tin/nickel Cu/Sn/Ni). The lowest shielding effectivness (in the range of 15-29 dB)was observed for materials with metallic layers: nickel/chrome Ni/Cr and nickel/copper/iron Ni/Cu/Fe for the same frequency. The second group are knitted shielding materials. Depending on the structure and the conductive material used (silver-plated polyamide fibers, steel fibers), the shielding effectiveness of materials tested with the waveguide method in the frequency range 2,5-18 GHz is 30-47 dB and the transmission factor 0,01-0,1%. High shielding effectiveness and low PEM permeability at low surface mass and thickness, is essential in be terms of possible applications of these materials, e.g. clothes, protective clothing and its elements, portable PEM screens for various applications.

Słowa kluczowe

PL

pole elektromagnetyczne; ekranowanie; skuteczność ekranowania

EN

electromagnetic field; electromagnetic shielding; shielding effectiveness

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Górnośląski Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Maszyny Elektryczne : zeszyty problemowe
• Rocznik: 2021
• Tom: Nr 1 (125)
• Strony: 95--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., fot., rys., tab. wykr.

Twórcy

autor

Wiśniewski Błażej

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Włókiennictwa, Łódź

autor

Śledzińska Katarzyna

• Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Włókiennictwa, Łódź

Bibliografia

• [1]. J. Ziaja, Cienkowarstwowe struktury metaliczne i tlenkowe. Właściwości, technologia, zastosowanie w elektrotechnice, Prace Naukowe Instytutu Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii Politechniki Wrocławskiej, Oficyna Wydawnicza PWr, Wrocław 2012, 1-125.
• [2]. M. Ozimek, W. Wilczyński, Zastosowanie cienkich warstw Ni-Fe w ekranowaniu pól elektromagnetycznych, Prace Instytutu Elektrotechniki, zeszyt 241, 2009, 39–50.
• [3]. L. Szugajew, J. Jarzemski, Niektóre aspekty konstrukcji powłok ekranujących i absorpcyjnych Część I, Problemy Techniki Uzbrojenia, R.36, z.103, 2007.
• [4]. K. Gryz, J. Karpowicz, A. Kurczewska, A. Stefko, Ograniczenie ryzyka zawodowego przy źródłach pól eketromagnetycznych – przegląd wybranych materiałów barierowych, Bezpieczeństwo Pracy 03/2009, str. 22–26.
• [5]. R. C. Foitzik, A. Kaynaka, F. M. Pfeffer: Co25- 31nductive poly (α, ω-bis(3-pyrrolyl)alkanes)-coated wool fabrics. Synthetic Metals 157, 534-539, 2007.
• [6]. M. S. Sarto, R. Li Voti., F. Sarti, M. C. Larciprete: Nanolayered Ligthweight Flexible Shieldswith Multidirectional Optical Transparency. IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 47, 3, 602-611, 2005.
• [7]. Y. Xiang, W. Chengbiao, L. Yang, Y. Deyang, X. Tingyan: Recent Developments inMagnetron Sputtering. Plasma Science & Technology, vol. 1.8, 3, 337-343, 2006.
• [8]. K. Reszka, E. Dobruchowska, J. Koprowska, B. Wiśniewski: Surface Modification of Polypropylene Nonwoven with Composite Metallic Layers; Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 19, No. 4, 2012, str. 539–547.
• [9]. J. Ziaja, M. Jaroszewski, M. Lewandowski, M. Sasuła, Elastyczne materiały stosowane w technice ekranowania pola elektromagnetycznego, Przegląd Elektrotechniczny R.94, Nr 10/2018, 73-76.
• [10]. B. Wiśniewski, B. Filipowska, E. Wilk, Włókiennicze materiały barierowe chroniące przed działaniem pola elektromagnetycznego (PEM), Biuletyn Techniczno-Informacyjny Oddziału Łódzkiego Stowarzyszenia Elektryków Polskich, Nr 1/2019 (84), 2019, str. 7-10,ISSN 2082-7377.
• [11]. S. Brzeziński, T. Rybicki, I. Karbownik, G. Malinowska, K. Śledzińska, Textile materials for electromagnetic radiation shielding made with the use of nano- and micro-technology, Central European Journal of Physics, 2012, 10(5), 1190-1196.
• [12]. S. Brzeziński, T. Rybicki, I. Karbownik, K. Śledzińska, I. Krawczyńska, Usability of a Modified Method for Testing Emissivity to Assess the Real Shielding Properties of Textiles, Fibres & Textile in Eastern Europe, 2010, 18(5), 76-80.
• [13]. Prace Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi.
• [14]. FTTS-FA-003 „Specified Requirements of Electromagnetic Shielding Textiles”, www.ftts.org.tw, dostęp: 02.2020.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).