体积电阻与屏蔽效能的关系
电磁辐射屏蔽材料的研究进展综述

A —吸收损耗; — B ——电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗; R ——为电磁波的单 次反射衰减。
图 1 电磁 屏 蔽 能 量 消耗 图 2电磁屏蔽材料研 究和开发的国 内外现状 . 根据电磁波屏蔽 的机制 可以把 电磁屏蔽 材料分为三类 : 射型 、 反 反 射吸收型和吸收型 , 按应用形式可分为涂敷型和结构复合型一类 。 21电磁 屏 蔽 涂料 . 将金 、 、 、 、 、 银 铜 镍 碳 石墨等导电微粒掺入 到高分子聚合物 中就 制 成了掺合 型导电涂料 , 相对 于原 高分 子聚合 物 , 其导电性大大增强。掺 合型导 电过程机理较复杂 ,导 电效果 同填料种 类以及填料 在聚合 物中 的分散程度有关。实验发现填料的浓度存 在一 “ 渗滤 阈值” 低于临界点 , 时为绝缘体 , 达到临界浓度时 , 系的电阻急剧 下降直 至能稳定传 导电 体 流, 超过临界点后 , 系电阻变化不大[ 体 6 1 。 导 电涂料的成本低 、 生产工艺简单 , 施工方便 , 得到广 泛应用 , 根据 掺合物 的不同 , 可分为银系 、 碳系 、 铜系 、 系等 。 镍 银 系导 电涂料导 电性高 , 具有优 良的屏蔽性能( 可达 6 d ) 5B, 但价 格 昂贵限制了使用 范同, 主要用在某些特殊领域 。碳系涂料是上世纪 7 0 年代 由美 国作为军用开发 , 密度小 、 成本低 , 电性相对较差 , 导 电磁屏 蔽 效果不是很理想 , 一般用作防静电涂层 。 铜系涂料 的电阻率低 导电性好 , 缺点是易 氧化 、 密度较大 易下沉 , 在聚合物基体中分散不好 。为防止铜粉氧化 , 常用机化合物 、 不活泼金
效果 , 是极具发展前景的一类 包装材料。 目前我 国在 电磁屏蔽材料领域 同国际水平 差距较 大, 当加 强电磁 屏蔽材料的研 究与 开 应 发, 不断提 高产品的竞争能力。 [ 关键 词 ] 电磁屏蔽 电磁 兼容 包装
机房接地与屏蔽机房

机房接地与屏蔽机房一、机房防雷接地机房设计中有保护接地系统,防雷接地系统,工作接地系统,防静电接地系统,机房中设备的金属外壳、金属管线、防静电地网、防静电地板的支架连接一体都与保护地有良好的连接,既保证人身设备安全,又给机房内游离电子一个顺畅通路。
为保证机房中的计算机有一个等电位的工作环境。
也为了保证计算机系统稳定工作,设计可以采用单独的等电位均压带,通过等电位连接线接地,使机房能安全可靠地工作。
就近连接法就近连接法就是防静电地板可调金属支架、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构就近与等电位连接带进行连接,再接入机房等电位连接端子箱。
集中连接法集中连接法就是防静电地板可调金属支架、各类金属管道、金属线槽、建筑物金属结构均与机房等电位连接端子箱进行连接。
为了保证接地电阻符合要求,要求接地线缆必须不小于BVR-25mm2的导线。
为了避免对计算机系统的电磁干扰,采用将多种接地的接地线分别接到各接地母线上,由接地母线采用一根接地线单点与接地体相连接的单点接地方式(也称为一点接地方式)。
由计算机设备至接地线的连接导线应采用多股编织铜线,且应尽量缩短连接距离,并采取格栅等措施,尽量使各接地点处于同一等电位上。
其特点是有统一的基准电位,相互干扰减少,而且能泄漏静电荷,容易施工又经济,所以规范推荐这种一点接地系统。
•独立的防静电接地系统的接地电阻值无设计要求时应小于10Ω。
•独立的防雷接地系统的接地电阻值无设计要求时应小于10Ω。
•独立的交流工作接地电阻应小于等于4Ω。
•独立的直流工作接地电阻应小于等于4Ω。
•独立的安全保护接地电阻应小于等于4Ω。
•对于共用接地系统,防雷接地与交流工作接地、直流工作接地、安全保护接地共用一组接地装置时,接地装置的接地电阻值必须按接入设备中要求的最小值为检验验收标准。
一般为小于等于1Ω。
工艺流程:等电位均压带→汇流排施工→大楼接地体电阻测试→接地体制作→电源防雷器安装→信号防雷器安装→分项验收。
为何导电橡胶能用于电磁屏蔽

为何导电橡胶能用于电磁屏蔽主要原理有二:1.导电橡胶内填充的导电颗粒当填充一定体积份数时,相互接触,形成电子连续状态,当外界电磁场到导电橡胶外部时,强烈的电磁波打到导电颗粒自由电子上,自由电子自由运动,自由电子在运动过程中形成与外界电磁场相反的电磁场,内外电磁场相互抵消,达到削弱电磁干扰波的作用;2.另外一个原理是能量转化,能量守恒定律,电磁波打到自由电子上,自由电子运动过程中,由于导电颗粒是有一定电阻,产生热量,即电磁干扰波——自由电子运动动能——热能,以削弱电磁干扰波。
导电橡胶是否真能导电依据电流、电压和电阻的关系,只有电压降时,总是会存在一定电流流动,只是电流太小,人感觉不到。
导电橡胶的体积电阻相对金属还是很大,依据体积电阻与距离成反比的关系,距离越长,阻值越大。
在医用电极上,导电橡胶已经被广泛应用,此时导电橡胶电极较薄,一般是在1mm以下,电极只是在上下二个面接触,即距离只有1mm,这时导电橡胶是完全通电的。
在日常生活中,我们完全可以剪下一小片的导电橡胶修理像遥控器的电接触头的位置,对于像遥控器的电池电极地方的铁片比较容易被腐蚀,如果换用导电橡胶薄片来代替电极,一不会生锈,二又可防水,三更换也方便,不失为一个好的选择。
而笔者所提的只是用导电炭黑填充的导电橡胶,体积电阻在几百欧姆厘米范围即可用于日常生活。
我们时常考虑一个问题:电磁屏蔽效能与体积电阻一定成正比例吗?即导电性越好,屏蔽效能越高?据外国学者研究发现,削弱干扰波的方法有三种:屏蔽、吸波和滤波。
导电橡胶由于其导电颗粒的作用,电子在运动过程中,可产生与外界相反的磁场,起到屏蔽的作用。
但吸波的原理与屏蔽相似,同样是用到微观粒子。
当填充的导电颗粒达到纳米级别时,不只是达到粒径是nm,更重要的是具有较高的比表面积,空隙率,这样的纳米粒子将具有更好的纳米效应,纳米效应即可有吸波作用。
就是导电颗粒填充的导电橡胶,可起到屏蔽与吸波的作用。
体积电阻可能只是从某一侧面反映屏蔽的大小,但无法衡量吸波能力的大小。
屏蔽袋——静电屏蔽效能 防静电(抗静电)测试

屏蔽袋——静电屏蔽效能防静电(抗静电)测试屏蔽袋能有效隔离物品与外部静电场,防止袋内产生静电,保护物品不受静电危害,还可防电磁干扰.用于PCB,LED等静电敏感元器件。
不但有防静电包装袋所有的防静电性能外,还有屏蔽外部人员、设备的ESD静电放电及外部电磁辐射性能,它具有优良的防静电、防射频、防水蒸汽渗透、防盐雾等诸多功能。
它们独特的四层结构可形成"感应罩"效应以保护袋内物品与静电场隔离.屏蔽袋质量管控◆防静电:表面电阻(率)、体积电阻(率)◆静电屏蔽效能◆水蒸气透过率◆防盐雾防静电:表面电阻(率)、体积电阻(率)可测试标准如下:ASNI/ESD STM11.11-2015SJ/T 10694-1996GB/T 11210-1989硫化橡胶抗静电和导电制品电阻的测定GB 12014-1989防静电工作服GB/T 1410-1989固体电工绝缘材料体积电阻率及表面电阻率试验方法GB/T 12703-1991纺织品静电测试方法GB 4385-1995防静电鞋、导电鞋技术要求GB/T 2439-2001硫化橡胶或热塑性橡胶导电性能和耗散性能电阻率的测定SJ/T 10694-1996电子产品制造防静电系统测试方法静电屏蔽效能测试及评判标准:ESD S541IEC61340-5-1IEC61340-5-3EDS STM11.31IEC61340-4-8测试过程:1.将测试头放入待测试的屏蔽袋中密封2.将屏蔽袋和探头一起放置在模拟放电器和两级之间3.放电模拟器1000V(常规)放电4.记录显示的能量值nJ(可截取测试图谱)水蒸气透过率GB/T 21529-2008 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定GB/T 26253-2010 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定JIS K7129-2008 塑料.薄膜和薄片.水蒸气透过率的测定GB/T 30412-2013 塑料薄膜和薄片水蒸气透过率的测定ASTM E96-1990 对于材料的水蒸气透过率的标准测试方法ASTM D1653有机涂层水蒸气渗透率的测试方法防盐雾1、中性盐雾试验2、醋酸盐雾试验3、快速盐雾试验4、交变盐雾试验GB/T2423.17—1993《电工电子产品基本环境试验规程试验Ka:盐雾试验方法》GB/T2423.18—2000《电工电子产品环境试验第2部分:试验Kb:盐雾,交变(氯化钠溶液)》GB5938—86《轻工产品金属镀层和化学处理层的耐腐蚀试验方法》GB/T1771—91《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》。
为何导电橡胶能用于电磁屏蔽

为何导电橡胶能用于电磁屏蔽主要原理有二:1.导电橡胶内填充的导电颗粒当填充一定体积份数时,相互接触,形成电子连续状态,当外界电磁场到导电橡胶外部时,强烈的电磁波打到导电颗粒自由电子上,自由电子自由运动,自由电子在运动过程中形成与外界电磁场相反的电磁场,内外电磁场相互抵消,达到削弱电磁干扰波的作用;2.另外一个原理是能量转化,能量守恒定律,电磁波打到自由电子上,自由电子运动过程中,由于导电颗粒是有一定电阻,产生热量,即电磁干扰波——自由电子运动动能——热能,以削弱电磁干扰波。
导电橡胶是否真能导电依据电流、电压和电阻的关系,只有电压降时,总是会存在一定电流流动,只是电流太小,人感觉不到。
导电橡胶的体积电阻相对金属还是很大,依据体积电阻与距离成反比的关系,距离越长,阻值越大。
在医用电极上,导电橡胶已经被广泛应用,此时导电橡胶电极较薄,一般是在1mm以下,电极只是在上下二个面接触,即距离只有1mm,这时导电橡胶是完全通电的。
在日常生活中,我们完全可以剪下一小片的导电橡胶修理像遥控器的电接触头的位置,对于像遥控器的电池电极地方的铁片比较容易被腐蚀,如果换用导电橡胶薄片来代替电极,一不会生锈,二又可防水,三更换也方便,不失为一个好的选择。
而笔者所提的只是用导电炭黑填充的导电橡胶,体积电阻在几百欧姆厘米范围即可用于日常生活。
我们时常考虑一个问题:电磁屏蔽效能与体积电阻一定成正比例吗?即导电性越好,屏蔽效能越高?据外国学者研究发现,削弱干扰波的方法有三种:屏蔽、吸波和滤波。
导电橡胶由于其导电颗粒的作用,电子在运动过程中,可产生与外界相反的磁场,起到屏蔽的作用。
但吸波的原理与屏蔽相似,同样是用到微观粒子。
当填充的导电颗粒达到纳米级别时,不只是达到粒径是nm,更重要的是具有较高的比表面积,空隙率,这样的纳米粒子将具有更好的纳米效应,纳米效应即可有吸波作用。
就是导电颗粒填充的导电橡胶,可起到屏蔽与吸波的作用。
体积电阻可能只是从某一侧面反映屏蔽的大小,但无法衡量吸波能力的大小。
屏蔽效能分类

屏蔽效能分类
按屏蔽效能分类的话可以分为以下三种屏蔽:
1:静电屏蔽
静电屏蔽防止静电耦合干扰,是指对静电场的屏蔽,即利用低电阻率导体材料做成容器,把电力线限制在容器内部,也可以使外部电力线进不到容器内部。
在静电屏蔽时,屏蔽导体必须接地,屏蔽体和接地线都是具有良好导电性能的金属材料。
2:电磁屏蔽
电磁屏蔽防止高平电磁波干扰,用于抑制噪声源和敏感设备距离较远时通过电磁场耦合产生的干扰。
电磁屏蔽必须同时屏蔽电场和磁场,通常采用低电阻率的导体材料。
空间电磁波在射入到金属体表面时会产生反射损耗和吸收损耗,使电磁能量被大大衰减,从而达到屏蔽的目的。
在电磁屏蔽时,屏蔽体本身可以不接地,但为了避免发生静电耦合,所以电磁屏蔽导体一般也做接地处理。
3:磁屏蔽
磁屏蔽是防止低频的磁场感应,屏蔽较困难,通常采用高导磁率和低电阻率的金属材料构成具有一定厚度的壳体,以便将磁力线限制在磁阻小的屏蔽体内部,防止磁场的扩散,这就是磁屏蔽的基本原理。
与电磁屏蔽类似,在磁屏蔽时,屏蔽体是否接地不影响屏蔽效能,实际结构为了防止静
电感应,屏蔽体一般都接机壳(安全接地)。
透明金属薄膜在电磁屏蔽中的应用

第1期纤维复合材料㊀No.1㊀1242024年3月FIBER ㊀COMPOSITES ㊀Mar.2024透明金属薄膜在电磁屏蔽中的应用魏㊀程,李㊀刚,王天琦,王威力,孙海洋,王宝瑞,单鹏宇(哈尔滨玻璃钢研究院有限公司,哈尔滨150028)摘㊀要㊀由于电磁辐射导致电子技术领域的信息安全问题备受关注,寻找降低电子设备运行时伴随的辐射的方法,是亟待解决的技术问题之一,本文对真空沉积法制备的透明金属薄膜在电子元器件显示器屏幕上的电磁屏蔽效能进行了理论分析与试验验证,讨论了金属薄膜材质及单层与多层金属薄膜网状结构对电磁屏蔽效能的影响,通过实验数据分析可知,由具有高导磁率和低电阻率的金属制成的给定厚度的单层金属薄膜屏蔽层具有最大的磁场屏蔽效能,即电子结构元件屏蔽涂层的最佳选择是厚度为30-50μm 的单层铝膜㊂关键词㊀电磁屏蔽;薄膜涂层;屏蔽效能;光学透明屏幕Application of Transparent Metal Filmin Electromagnetic ShieldingWEI Cheng,LI Gang,WANG Tianqi,WANG Weili,SUN Haiyang,WANG Baorui,SHAN Pengyu(Harbin FRP Institute Co.,Ltd.,Harbin 150028)ABSTRACT ㊀The information security problem in the field of electronic technology has attracted much attention due to e-lectromagnetic radiation.Finding a method to reduce the radiation accompanying the operation of electronic equipment is one of the technical problems to be solved urgently.In this paper,the electromagnetic shielding effectiveness of transparent met-al film prepared by vacuum deposition on the display screen of electronic components has been theoretically analyzed and ex-perimentally verified,The influence of metal film material and single -layer and multi -layer metal film mesh structure on electromagnetic shielding effectiveness is discussed.Through the analysis of experimental data,it can be seen that the single -layer metal film shielding layer with a given thickness made of metal with high permeability and low resistivity has the maximum magnetic shielding effectiveness,that is,the best choice of shielding coating for electronic structural elements is 30-50μm thickness of single layer aluminum film.KEYWORDS ㊀electromagnetic shielding;film coating;shielding efficiency;optical transparent screen通讯作者:魏程,工程师,硕士生㊂研究方向为功能复合材料㊂E -mail:weicheng2012@1㊀引言随着电子技术在人类活动领域的大量引入,处理㊁存储和保护信息的问题备受关注㊂在计算机技术中使用矩形脉冲信号和高频开关导致发射光谱中出现频率高达微波频率的成份,此外,由于寄生耦合会产生共振,这会导致某些频率处的辐射增加㊂众所周知,经过计算机技术处理的信息可以通过分㊀1期透明金属薄膜在电磁屏蔽中的应用析电磁辐射来恢复,因此,任何电磁辐射,即使符合电磁兼容性的标准,从维护处理信息的机密性的角度来看也是不安全的,寻找降低电子设备运行时伴随的辐射的方法,是亟待解决的技术问题之一[1-5]㊂电子元器件屏幕的电磁屏蔽效果至关重要,目前主要使用金属薄膜和金属网栅两种透明屏蔽材料制备,金属网栅透光性不及金属薄膜,可视性和在低频段的屏蔽性能较差,容易老化[6],随着微电子等行业真空沉积方法的发展,几乎可以在屏蔽器件外壳的任何形状的表面上获得均匀的金属薄膜,使用金属薄膜具有许多优势,金属薄膜的真空沉积过程确保了屏蔽层的紧密性以防止电磁辐射泄漏,且不会增加设备的重量和尺寸,容易使用光刻技术进行刻蚀,而且可以施加延长其使用寿命的保护层[7-11]㊂本文采用真空沉积方法制备多种材质和多层结构的透明金属薄膜,通过研究其屏蔽效能,为军用电子显示器㊁武器装备和方舱通信保密窗口等需要透明屏蔽材料的领域提供技术支持㊂2㊀透明金属薄膜屏蔽效能研究2.1㊀金属薄膜层数对屏蔽效能影响的研究在交变磁场中,由于薄膜各层之间的距离很近,它们之间会发生相互作用,从而影响屏蔽效能㊂由于其中感应的涡流,可以通过导电屏蔽来屏蔽交变磁场,在许多资料中给出了单层屏幕的屏蔽效能计算方式[4],形式如公式(1)所示㊂k0э=(1+ωLэRэ()2)(1)其中,k3表示屏蔽因子,L3是屏蔽电感系数,R3是屏蔽阻抗㊂然而,在实践中有时需要使用由几层不同厚度组成的金属网络,要分析由多个导电层组成的金属网络对交变磁场的屏蔽效能,就需要考虑以下形式,每个导电层表示为由并联的电感L和电阻R组成的等效电路,其中L是层电感,R表示屏幕对流过其中的涡流的电阻㊂一般来说,n层结构㊁场源和测量装置的等效电路,如图1所示㊂磁场由频率为w的交流电I0经过的线圈L0产生,在没有屏蔽的情况下,在接收线圈Lᶄ中感应出电图1㊀等效电路示意图动势,如公式(2)所示㊂U0=iωI0k L0L(2)其中,k是线圈的互感系数㊂由于我们考虑的是用封闭的屏蔽设备对源进行屏蔽的研究,我们可以假设源和屏蔽层之间的连接,以及各屏蔽之间的连接是完整的,使用I1 I n表示各个屏蔽层中的电流,可以为每层中出现的电动势编写一个包含n个方程的系统,如公式(3)所示㊂iωL1+R1iωL12 iωL1niωL21iωL2+R2 iωL1niωL n1iωL n2 iωL n+R n éëêêêêêùûúúúúúˑI1I2I næèçççççöø÷÷÷÷÷=iwL01I0iwL02I0iwL0n I0æèçççççöø÷÷÷÷÷(3)第i个和第j个线圈的互感用L ij表示㊂我们将寻找屏蔽系数作为在没有屏蔽和有屏蔽的情况下在接收线圈中感应的电动势能的比率,如公式(4)所示㊂k0э=U0U0-Uэ(4)其中,Uэ是由在屏蔽中流动的涡流引起的,如公式(5)所示㊂Uэ=kðn i=1iωL i LᶄL i(5)从公式(3)中我们可以发现如公式(6)所示㊂Uэ=k L i LᶄI0(1-11+ðn i=1iωL i R i(6)将公式(2)和公式(5)代入公式(4)我们得到屏蔽因子的值如公式(7)所示㊂k0э=1+ðn i=1iωL i R i|k0э|=1+ω2(ðn i=1L i R i)2(7)521纤维复合材料2024年㊀同样屏蔽因子对数,如公式(8)所示㊂kэ=20lg|k0э|=10lg(1+ω2(ðn i=1L i R i)2)(8)从公式(7)可以看出,与单层屏蔽相比,多层屏蔽的屏蔽系数的频率依赖性的性质没有改变,屏蔽层的电阻与制成它的材料的比体积电阻(ρI)成正比,与层厚(d i)成反比,电感与材料的磁导率(μI)成正比,公式(7)可以如公式(9)所示㊂|k0э|=(1+Aω2(ðn i=1u i d iρi)2(9)其中,A是取决于屏蔽几何形状的比例因子㊂给定频率下的最大屏蔽将是公式(9)括号中总和的最大值㊂如果屏蔽层总厚度固定为d=d1+d2 + +const,那么这种线性函数的最大值将在处d =d i实现㊂因此,我们可以得出结论,由具有高导磁率和低电阻率的金属制成的给定厚度的单层屏蔽将具有最大的磁场屏蔽效能㊂在实践中,更方便的是使用薄膜材料表面电阻的值来代替它的比体积电阻,其表面电阻值如公式(10)所示㊂kэ=10lg(1+Aω2(ðn i=1μiρSi)(10)通过沉积在平坦介电基板上的各种厚度的铝膜如表1所示,在交变磁场中的屏蔽效能的测量数据㊂表1㊀各种厚度铝膜在交变磁场中的屏蔽效能测量结果(dB) F/mHzd/mm20406080100 0.157121516 0.31218242831 0.51626323536 12037435259 3>30>59>63>64>65㊀㊀理论研究表明,由高导磁率和低电阻率的金属制成的给定厚度的单层屏蔽层将具有最大的磁场屏蔽效能㊂然而,不排除多层涂层,但在这种情况下,有必要优化技术和提高经济性㊂还应该注意的是,虽然薄膜屏蔽的理论模型可以给出正确的定性结论,但它们并不能给出足够准确的定量结果㊂2.2㊀金属薄膜材质对屏蔽效能影响的研究对于聚苯乙烯和塑料等电子元器件屏幕而言,在不加热基材的情况下提供所需的导电薄膜参数至关重要㊂由于铝㊁铜和铁镍等可以进行等离子体化学反应并获得氮化物㊁氧化物等化合物,通过工艺参数的控制改变所得导电薄膜的结构和性能,基于此,选择铝和铜作为高导电材料,选择铁和镍作为铁磁性材料㊂采用磁控溅射和真空沉积的方法制备薄膜屏蔽涂层,因为它们可以控制生产过程中和生产后的薄膜屏蔽涂层的物理机械参数,如表面电阻率㊁体积电阻率㊁附着力㊁厚度和屏蔽效能等㊂单层屏蔽涂层的测试样品列表及其特性如表2所示㊂表2㊀单层屏蔽涂层的测试样品列表及其特性样品序号材料厚度/μm体积电阻之比/Ω㊃cm1.0铝(0.9)402㊃10-31.1铝(0.999)102㊃10-41.2铝(0.999)603㊃10-41.3镁1010-41.4钢202㊃10-31.5铜505㊃10-4为了测试多层屏蔽涂层的屏蔽效果,制作了两层和三层导电薄膜屏蔽层样品,使用铝层与铁和铜层的组合,多层屏蔽涂层的测试样品列表及其特性如表3所示㊂表3㊀多层屏蔽涂层的测试样品列表及其特性样品序号涂层材料涂层总厚度/μm体积电阻之比/(Ω/cm2)薄膜厚度//μm 2.1铝-铁600.2铝-40,铁-20 2.2铁-铝300.22铁-20,铝-10 2.3铝-铁-铝450.13铝-10,铁-20,铝-15 2.4铝-铜250.13铝-10,铜-15 2.5铝-铜550.1铝-40,铜-15在样品2.1~2.3中,一层具有高磁导率的材料(铁)既是电磁场源的外层又是内层㊂因此,应该研究屏蔽中层的交替对其效能的影响㊂使用三个样品对光学透明屏蔽层进行比较分析㊂第一个是在玻璃基板上通过真空沉积和光刻获得50μm厚的铜光栅,光栅周期为400μm,带宽为200μm;第二个样品是在绝缘橡胶基板上制备具有相同几何参数的光栅;第三个样品是通过在玻621㊀1期透明金属薄膜在电磁屏蔽中的应用璃基板上磁控沉积0.25μm厚的半透明氧化硅和3.0nm厚的镍薄膜获得的,试验数据总结如表4所示㊂表4㊀光学透明屏蔽层分析使用样品的参数样品序号基体材料涂层材料涂层厚度/μm光栅周期/μm3.1玻璃铜50400 3.2绝缘橡胶铜50400 3.3玻璃二氧化硅+镍0.25电子显微镜研究表明,透明导电薄膜涂层具有分散结构,颗粒形状接近球形,不同粒径的分散镍膜的电磁辐射的反射系数K和透射率T的频率依赖性如图2所示[4]㊂图2㊀玻璃基板上分散的镍膜的T(λ)和R(λ)关系图1-3(T)和1'-3'(R)对应粒径1.5㊁2.0㊁3.0nm表2~表4试验样品在电场和磁场中的屏蔽效能的测量结果如表5和表6所示㊂表5㊀电场屏蔽效能样品序号频率/Hz0.10.30.5 1.0 3.0 5.07.010.01.0>5041>70 1.1>5032>70 1.2>50>55>70 1.3>50>55>60 1.4>80>80>801.5>70>75>802.1>70>75>80 2.2>50>55>70 2.3>60>70>75 2.4>40>47>55 2.5>70>75>80续表5样品序号频率/Hz0.10.30.5 1.0 3.0 5.07.010.0 3.133333333846>50>50 3.2>60>70>75 3.31714121212111510表6㊀磁场屏蔽效能样品序号频率/Hz0.10.30.5 1.0 3.0 5.07.010.01.00.20.40.82.0 5.08.011.015.0 1.10.20.6 1.0 2.57.010.41316.8 1.2 4.211.014.622.233.137.94245.6 1.30.20.7 1.1 3.07.511.014.217.0 1.400.10.20.30.8 1.5 2.1 3.21.519.129.5323848.157.156.2452.10.30.9 1.3 2.58.011.014.117.9 2.20.20.30.6 1.1 2.6 5.17.69.2 2.30.40.9 1.63.38.011.014.117.9 2.40.20.40.6 2.05.59.511.3142.50.20.6 1.23.08.011.014.017.03.211.530.535.0415163.550.541由表5和表6中实验数据分析可知,铜膜的屏蔽效能与相同厚度的铝膜的屏蔽效能几乎没有差异㊂至于钢膜,由于电阻率高,其屏蔽效果在此频率范围内明显降低㊂从表6中可以看出,频率为3 MHz或更高的溅射铜膜会产生足够强的屏蔽效能(超过10dB),而对于连续铜膜,该频率约为100 kHz,频率比超过了一个数量级,造成这种差异的原因在于通过真空沉积获得的薄膜的结构特征,电子显微镜研究表明,沉积的薄膜由细晶粒组成,其大小取决于影响金属沉积在基板上的各种因素,平均而言,晶粒尺寸可以从单位到几十微米不等,在薄膜生长过程中,晶粒相互接触,然而,在接触面上,金属晶体结构的周期性被打破,晶粒间形成势垒,阻止电流在晶粒间流动[12-14],这些结果与理论计算定性一致㊂2.3㊀喷涂透明导电薄膜后显示器外壳的屏蔽效能研究就信息安全而言,计算机中最脆弱的元素是显示器,因此,测量喷涂屏蔽涂层后的显示器外壳的721纤维复合材料2024年㊀屏蔽效能很重要㊂在显示器的塑料外壳上通过真空沉积方法制备铝膜屏蔽涂层,厚度为40-50μm,测量了屏蔽效能,结果如表7所示㊂表7㊀显示器主体的电磁场屏蔽效能,dB显示器类型频率/MHz0.010.10.53.010301003005008001000АМSТRАD4543463626122415101012АМSТRАD4547463728182218242216TDC>60>70>604338202431202518 3㊀结语(1)多层导电薄膜样品的测试结果表明,使用A1-Fe和A1-Fe-A1(样品2.1和2.3)导电薄膜的屏幕可获得最佳的电磁屏蔽效果,其中铁层与辐射源隔绝铝层可以降低磁场强度,一般来说,多层薄膜屏幕的屏蔽效能(通过磁场测量)低于单层铝屏幕㊂(2)铝薄膜屏幕的电磁场屏蔽效能,与氧化硅镍的半透明屏幕(表4和表5)相比,它们具有更高的屏蔽效能㊂(3)电子结构元件屏幕屏蔽涂层的最佳选择是厚度为30~50μm的单层铝导电薄膜㊂真空沉积在电子结构元件上的铝膜涂层厚度均匀,耐腐蚀,对聚苯乙烯的附着力高,弯曲强度大,并且屏蔽效能高㊂然而,由于氧化铝对铝膜的自钝化作用,在组装电子复合体的组件时会出现所谓的 接头 问题,这个问题可以通过在铝膜表面沉积一层氧化硅镍薄膜来解决㊂参考文献[1]徐宇翔.计算机的电磁兼容性[J].电子材料与电子技术,2003.[2]车珂珉.计算机视频辐射分析与一种安全防范措施的具体实现[D].东北大学,1998.[3]МаркинА.В.Безопасностьизлученийотсредствэлектронно-вычислительнойтехники:домыслыиреальность//Зарубежнаярадиоэлектроника.-1989.ɴ12.-с.102-124.[4]КнязевЛ.Н.,КечневБ.В.Конструированиерадиоэлектроннойиэлектронно-вычислительнойаппаратурысучетомэлектромагнитнойсовместимости.-М.:Радиоисвязь,1989.-244с.[5]B.N.彼特罗夫斯基,冯家珍.无线电电子设备电磁兼容性[M].航空工业出版社,1992.[6]王生浩,文峰,郝万军,等.电磁污染及电磁辐射防护材料[J].环境科学与技术,2006,29(12):3.[7]方伟.双屏蔽层屏蔽效能分析及其设计应用[J].科技创新导报,2011(36):1.[8]王敏,李兴德,孙广先.电磁透波复合材料结构疲劳寿命预测研究[J].纤维复合材料,2020,37(04):114-118. 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阐述影响电磁屏蔽效能的因素

阐述影响电磁屏蔽效能的因素现代信息社会随着通信技术的发展,车载通信及电子对抗系统中集成的电气及电子设备越来越多,这些设备之间通过电磁场辐射和信号传导相互影响,使得电磁兼容问题成为系统设计和使用中必须面对的问题。
为保证设备正常工作,系统稳定可靠,电磁屏蔽设计必不可少。
电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播路径,从而消除干扰。
电磁屏蔽设计是车载系统电磁兼容设计的重要组成部分。
一.电磁屏蔽的概述电磁屏蔽主要是用来防止高频电磁场的影响,从而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐射传播。
基本原理是采用低电阻值的导体材料,利用电磁波在屏蔽体表面的反射、在导体内部的吸收及传输过程中的损耗而产生屏蔽作用。
在处理电磁干扰问题的各种手段中,电磁屏蔽是最基本和有效的。
其最大好处是不会影响电路的正常工作。
故不需要对电路做任何修改。
电磁屏蔽的目的就是抑制電磁噪声的传播,使处在电磁环境中的仪器在避免电磁干扰(EMI)的同时也不产生电磁干扰,通常采用导电性、导磁性较好的材料把所需屏蔽的区域与外部隔离开来。
屏蔽体的有效性是用屏蔽效能来度量的,屏蔽效能定义为:在电磁场中同一地点没有屏蔽存在时的电磁场强度与有屏蔽时的电磁场强度的比值,它表征了屏蔽体对电磁波的衰减程度。
二、影响屏蔽效能的因素电磁波在穿过屏蔽体时会发生能量损耗,具体可分为:反射损耗和吸收损耗。
反射损耗:当电磁波入射到不同介质的分界面时,因反射现象引起的电磁能量衰减称为反射损耗。
电磁波穿过屏蔽体的反射损耗应为两个界面上反射损耗的总和。
多次反射修正因子:电磁波在屏蔽体界面进行多次反射后,会有一部分泄漏到空间中。
应该考虑进屏蔽效能的计算,这就是多次反射修正因子。
在电磁屏蔽设计时,应注意以下问题:1、材料的导电性和导磁性越好,屏蔽效能越高,但实际中的屏蔽材料不可能兼顾这两方面。
工程实际中屏蔽材料的选择,应根据电磁干扰特点来决定侧重于导电性还是导磁性。
2、频率较低时,反射损耗是主要的屏蔽机理,应侧重选用导电率较高的屏蔽材料。
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体积电阻与屏蔽效能的关系
体积电阻是指导体材料的电阻,在电路中起到限制电流流动的作用。
屏蔽效能是指导体对干扰电磁波的屏蔽能力,能够阻止外部电磁波对电路的影响。
体积电阻与屏蔽效能有着密切的关系,下面将从理论和实验两个方面来探讨二者之间的关系。
首先,理论上体积电阻与屏蔽效能是成正比的。
根据欧姆定律,导体材料的电阻与它的长度、横截面积和导体材料的电阻率有关。
而体积电阻正是导体材料的电阻与其体积的比值。
当体积电阻越大时,导体材料对电流的限制作用就越强,从而能够减少对电路的干扰。
因此,体积电阻越大,导体材料的屏蔽效能就会越好。
其次,实验数据也证明了体积电阻与屏蔽效能之间的关系。
一项实验通过改变导体材料的体积电阻来观察其对电磁波的屏蔽效能。
实验中选取了不同导体材料,通过改变其长度和横截面积来调节体积电阻的大小。
实验结果显示,体积电阻越大的导体材料对电磁波的屏蔽效能越好,能够有效地阻止电磁波的干扰进入电路。
进一步的研究发现,导体材料本身的电阻率也会对屏蔽效能产生影响。
电阻率是导体材料固有的物理量,可以通过改变材料的组成和结构来调节。
实验中,相同体积电阻的导体材料,当其电阻率较大时,能够提供更好的屏蔽效能。
这是因为电阻率较大的导体材料在电流通过时会消耗更多的能量,从而减少了电磁波对电路的影响。
另外,屏蔽效能与导体材料的形状和布局也有关。
实验结果表明,对于相同体积电阻的导体材料,形状和布局的改变会显著影响其屏蔽效能。
比如,导体材料的形状越接近完全闭合的结构,能够提供更好的屏蔽效能。
而布局方面,导体材料的排列方式、间距和厚度等因素也会对屏蔽效能产生影响。
因此,在设计实际应用中,需要综合考虑导体材料的体积电阻、电阻率以及形状布局等因素,以达到最佳的屏蔽效能。
综上所述,体积电阻与屏蔽效能有着密切的关系。
从理论上来看,体积电阻越大,导体材料的屏蔽效能就越好;而实验数据也证实了这一点。
此外,导体材料的电阻率、形状和布局等因素也会对屏蔽效能产生影响。
因此,在实际应用中,需要综合考虑这些因素,以选择合适的导体材料和设计优化的结构,以提高屏蔽效能。
除了体积电阻,导体材料的电磁波屏蔽效能还与其他几个因素密切相关。
首先,频率是影响屏蔽效能的一个重要因素。
不同频率的电磁波在导体中的传播方式不同,从而导致对电磁波的屏蔽效果也不同。
一般而言,对于低频电磁波,其波长较长,容易通过导体的缝隙或孔洞进入电路,因此需要较好的屏蔽材料来阻挡。
而对于高频电磁波,其波长较短,容易产生电流集中现象,需要使用具有较好导电性和较高体积电阻的材料来吸收电磁波能量。
因此,在实际应用中,需要根据电磁波的频率选择合适的导体材料和结构来实现最佳的屏蔽效能。
其次,材料的导电性对屏蔽效能也有重要影响。
在电路中,电流往往会沿着导体表面进行传导,而不是通过导体的内部。
因此,导体材料的导电性能对屏蔽效能起着至关重要的作用。
一
般来说,导电性能越好的材料,电流传输越顺畅,能够更有效地吸收电磁波能量,从而提高屏蔽效能。
常见的优良导电材料包括铜、铝等金属材料,它们具有较高的导电性能和较低的电阻率,是制作电磁波屏蔽材料的常用选择。
此外,导体材料的厚度也会对屏蔽效能产生影响。
一般而言,材料的厚度越大,对电磁波的屏蔽效果越好。
这是因为较厚的材料可以提供更多的屏蔽层来吸收电磁波能量,并阻挡电磁波的渗透。
然而,厚度过大也会增加制作成本和重量,降低材料的灵活性。
因此,在实际应用中需要综合考虑屏蔽效能和材料性能之间的平衡,选择合适的厚度。
最后,导体材料的表面粗糙度和处理方式也会影响屏蔽效能。
在导体材料的表面,存在微小的凸起和凹陷,形成的不规则结构能够增加电阻。
因此,表面粗糙度越大,导体材料的屏蔽效能越高。
此外,通过一些特殊的处理方式,如金属涂层、涂覆等,也可以进一步提高导体材料的屏蔽效能。
这些处理方式能够形成更好的封闭表面,减少电磁波进入电路的机会,提高屏蔽效能。
总之,体积电阻与屏蔽效能的关系是复杂而多变的。
除了体积电阻之外,导体材料的电磁波屏蔽效能还受到频率、导电性、厚度以及表面粗糙度和处理方式等因素的影响。
在实际应用中,需要综合考虑这些因素,选择合适的导体材料和结构来实现最佳的屏蔽效能。
随着科技的不断进步,对于高频电磁波的屏蔽需求也越来越高,未来可能会出现更多创新的材料和技术,以满足不同领域的屏蔽需求。