电磁屏蔽材料的研究进展

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电磁屏蔽材料的研究进展/古映莹等
53?
电磁屏蔽材料的研究进展
古映莹邱小勇胡启明
刘雪颖
(中南大学化学化工学院,长沙410083)摘要简单介绍了电磁辐射的危害性及发展电磁屏蔽材料的意义,阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理,较为详细
地介绍了表层导电型、填充复合型、导电纤维、导电织物等电磁屏蔽材料及各种材料在工艺上的优缺点;同时阐述了各种电磁屏蔽材料的研究进展和发展前景,预测了电磁屏蔽材料的发展方向。

关键词
电磁屏蔽电磁辐射屏蔽原理研究现状
DeVelopmentofElectromagneticShielding
GUYingyingQIUXiaoyongHUQiming
Material
LIUXueying
(TheChemistryandChemicalEngineeringC01legeofCentralSouthUniversity,changsha410083)Abstractmate“a1
of
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introduced,andthemechanismofelectromagneticshieldingmaterialsissumma“zed.Thenthemainkinds
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EMIshieldingmaterialssuch
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engineering
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summarizedindetail.Finallythedevelopingtrendofeletro—
magneticshieldingmaterialsispointedKeywOrds
electromagneticshieldingmaterials,mechanism,development
0前言
随着科学技术的发展,人类已进入信息社会,在生产中使用的电子电气设备越来越多,生存环境已具有浓厚的电磁环境内涵。

随着城市人口的迅速增长,汽车、电子、通信、计算机及电器设备大量进入家庭,电磁波向外辐射的电磁能量正以每年7%~14%的速度递增,电磁环境污染日益严重。

另一方面,电子电气设备对外界电磁环境的敏感性增加,电子电气设备由于日趋数字化、高度集成化、信号电平小量化以满足其高速化、轻量化和小型化的要求,极易受外界电磁干扰而使其产生误动作,从而带来严重后果。

基于上述原因,各国通过立法和制定标准,规范电磁辐射的最大电磁辐射剂量,欧盟自1996年1月1日开始强制执行电磁兼容性标准,我国也于2003年5月1日起对涉及人类健康安全、环境保护和公共安全的产品强制实行包括电磁兼容认证(CEMC认证)在内的CCC认证制度。

电磁屏蔽是抗电磁干扰的重要手段,是治理电磁环境污染的有效手段,可以防止电磁信息泄密,因此各国已投入较多的人力物力,积极从事电磁波屏蔽材料的研究和开发,多年来已陆续取得不少成果。

我国由于原有工业基础比较薄弱,某些问题尚未充分暴露,矛盾还不够突出,某些部门对环境电磁学重要性的认识还很不够,为了确保国家政治、军事及经济等部门的信息安全,保护国家利益,并使我国电子产品、设备与国际市场接轨,大力发展电磁波屏蔽技术的研究势在必行。

多次返射因子B,所有因子都用dB表示[】]。

SE—A+R+B
吸收损耗因子(A)的计算公式:
A—1.13£
平面后反射损耗(R)的计算公式:
R一168一lO×幻g(肛?,/d,)dB
式中:t为屏蔽厚度,cm;辨为屏蔽材料的相对导电率;雎为屏蔽材料的相对导磁率;f为频率,Hz。

如果吸收因子在6dB以上,多次反射因子(B)可以忽略,仅当屏蔽层很薄或频率低于20kH2时,B才是重要的。

可以看出,性能良好的电磁屏蔽材料应具有较高的电导率及磁导率。

某些金属或合金是电的良导体,如铜、铝等,对高阻抗电场有很好的屏蔽作用,但对低阻抗磁场的屏蔽却不够理想;而有些金属或合金,如铁、坡莫合金等却对低阻抗磁场有很好的屏蔽作用。

为在较宽广的频率范围内都有好的屏蔽作用,屏蔽材料应是高电导率及高磁导率材料的组合。

2
电磁屏蔽材料的研究进展
根据应用需要及各种法规的要求,当材料的屏蔽效果达到
30~60dB的中等评比数值时认为有效。

屏蔽电磁干扰的方法很多,在选择具体的屏蔽方法时,要综合考虑屏蔽效能、成本和工艺等因素。

随着化工技术的发展,发泡塑料由于其易成形,并具有价廉、重量小、便于安装、抗腐蚀、外观好等优点,其应用日益增加,因此提供有效的EMI屏蔽,越来越显示出其强大的生命力。

其中表层导电型屏蔽材料的开发和应用已取得一定的进展。

尤其是导电涂料以其低成本和中等屏蔽效果目前仍占据电磁屏蔽材料的主要市场。

而填充复合型屏蔽材料由于其成型加工和屏蔽的一次完成,便于大批量
生产,因此是电磁屏蔽材料的一个发展方向。

1
电磁辐射的屏蔽原理
对于任何电磁干扰,屏蔽作用都由3种机理构成。

入射波的
一部分在屏蔽的前表面反射,另一部分被吸收,还有一部分在后表面反射。

屏蔽效能SE等于吸收因子A加上反射因子R,加上
万方数据
54?
材料导报
2005年2月第19卷第2期
2.1
表层导电型屏蔽材料(1)导电涂料
导电涂料是用金属粉末、炭黑等导电填料与各种合成树脂
料一般选用大尺寸的纤维状与片状材料。

目前最常用的有金属纤维金属片等,此外还有碳纤维超导碳黑金属合金填料等。

填充型屏蔽材料是继表层导电型材料之后推入市场的新型材料,大有后来居上之势。

目前美国、英国和日本等国家已经开发了大量的此类屏蔽材料。

混合制成的,涂敷于塑料表面。

作为电磁屏蔽材料,导电涂料的优点是可在复杂形状上涂敷,成本低、简单实用且适用面广,可批量生产等;缺点是施工环境较为恶劣。

目前在各种机壳屏蔽方法中,导电涂料最受青睐。

国外根据不同的需求,应用较多的是银系、碳系、镍系和铜系导电涂料[2“]。

银系的导电性最高,体积电阻可达101~10。

Q?cm,具有优良的屏蔽性能,但由于价格昂贵,除在特殊要求的领域外,一般应用不多。

碳系虽然成本低廉,但导电性差,体积电阻可达10_2~10-3n?cm,一般用作防静电涂层,很少用作电磁屏蔽涂层。

镍系是20世纪70年代初由美国首先开发的,起初是一种军用涂料,目前已广泛使用,仅1986年,其在美国的消耗量就达1500~2000t。

四川大学管登高等“]根据电磁波屏蔽材料对电磁波作用原理,用镍粉和金属纤维作为复合填料,以丙烯酸树脂作为粘结剂,制备了一种能屏蔽电磁波的复合材料,并将其应用在有线电视网和电子工作间。

该材料在射频段将有线电视传输网设备中的干扰场降低了40%~50%,在电子工作间的屏蔽效能达到30~50dB。

铜系电涂料导电型强于镍系,体积电阻可达10_4Q?cm,价格低廉,但是新制备的铜粉表面会迅速形成Cu:0和Cu0薄膜,使其导电性迅速下降,甚至不导电。

因此铜粉防氧化技术是制备导电性能稳定的铜系导电涂料的关键技术,目前主要的防氧化技术有:表面镀金属、加还原剂、有机磷化合物处理、聚合物稀溶液处理、偶联剂处理等[7]。

毛倩瑾等耶1采用化学镀法在铜粉体上沉积金属银层,获得了具有更为优良导电性的Cu/Ag复合电磁屏蔽涂层,表面电阻率由铜系涂层的O.05Q?cm下降到O.00250?cm。

优良的电导率使得涂层具有很好的电磁屏蔽性能,Cu/Ag复合涂层的电磁屏蔽效能在100kHz~1.5GHz频段范围内达到一80dB左右。

Uxbridge—
basedTrimiteLtd.[9]推出两种新型的电磁波屏蔽涂料儿90及(1)金属纤维填充型屏蔽材料
金属纤维填充型屏蔽材料的屏蔽效果取决于导电填料的导电性及它们之问的相互接触程度,使用长径比大的金属纤维,由于彼此更容易搭接,因而可获得较好的导电性能。

谭松庭等[11]以不锈钢纤维作为填料,分别与ABS和PP复合制得了电磁屏蔽用导电性聚合物复合材料,考察了表面改性和复合工艺对金属纤维/聚合物复合材料性能的影响。

结果表明:用不同表面处理剂处理不锈钢纤维后,随纤维表面张力增加,复合材料的电阻率增加;使用母料法复合工艺有效地改善了金属纤维在聚合物基体中的分散,可以提高复合材。

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新型电磁波屏蔽材料的研究进展及其应用前景

新型电磁波屏蔽材料的研究进展及其应用前景

新型电磁波屏蔽材料的研究进展及其应用前景随着科技的进步和生活方式的改变,人们越来越依赖各种电子设备,但同时也面临着电磁波辐射的问题。

各种电子设备的运行都会产生电磁波,并可能对人体健康造成一定的危害。

因此,研究新型电磁波屏蔽材料成为当下热门的科研课题。

一、电磁波的影响随着各种便携式电子设备的普及,人们所接触到的电磁波也变得越来越多。

虽然目前并没有明确的科学证据表明电磁波对人体有害,但长时间接触或过度暴露在电磁波中不可避免地会对人体造成打击。

现代医学研究发现,电磁波可能会引起神经衰弱、肝脏、肾脏等内脏器官的病变和心血管系统的异常。

另外,电磁波还可能会对人的免疫系统造成损害,使人变得更加容易生病。

二、电磁波屏蔽材料的研究进展由于电磁波的危害,人们一直在寻求一种可靠的电磁波屏蔽材料。

1. 金属屏蔽材料金属材料是电磁波屏蔽的主要材料之一。

金属的原子结构足以将电磁波电磁波反射掉。

金属屏蔽材料可用于制造不同种类的电磁波屏蔽设备和建筑物。

然而,金属屏蔽材料的缺点也很明显。

首先,金属屏蔽材料的密度大,重量较大,容易在输送过程中或使用中破损。

其次,这种材料的导电性强,使用中容易形成相互干扰的电磁场。

最后,由于金属屏蔽材料的价格较高,使用寿命较短,因此需要更多的开支。

2. 涂层屏蔽材料涂层屏蔽材料能够有效地屏蔽电磁波,使其不穿透到建筑物或设备内部。

它与金属屏蔽材料相比,更轻便、耐用且使用寿命更长。

涂层屏蔽材料的制造技术在不断创新发展。

有些涂层屏蔽材料使用的是无机物质,有些则是有机物质。

此外,还有一些特殊的涂层材料,如压敏材料和纳米粒子。

3. 其他屏蔽材料随着科技的不断发展,人们还在不断探索和发现更多的屏蔽材料。

在当前的研究中,人们发现碳纤维材料、铁氧体材料等都具有优异的电磁波屏蔽效果。

三、电磁波屏蔽材料的应用前景电磁波屏蔽材料的应用前景非常广泛。

首先,在建筑领域,电磁波屏蔽材料可以用于制造防电磁波建筑材料和防辐射隔离室等。

电磁屏蔽材料的研究报告

电磁屏蔽材料的研究报告

电磁屏蔽材料的研究报告研究报告:电磁屏蔽材料摘要:本研究报告旨在探讨电磁屏蔽材料的研究进展和应用前景。

首先介绍了电磁辐射的危害和电磁屏蔽的重要性,然后重点关注了电磁屏蔽材料的种类、性能和制备方法。

通过对各类电磁屏蔽材料的比较分析,总结了当前研究中的挑战和未来发展方向,为电磁屏蔽技术的进一步提升提供了有益的参考。

1. 引言电磁辐射对人类健康和电子设备正常运行产生了不可忽视的影响,因此电磁屏蔽技术得到了广泛关注。

电磁屏蔽材料作为电磁屏蔽的关键组成部分,其性能和制备方法对屏蔽效果具有重要影响。

2. 电磁屏蔽材料的种类目前常见的电磁屏蔽材料主要包括金属材料、导电聚合物材料和复合材料。

金属材料因其高导电性和良好的屏蔽性能而被广泛应用,如铜、铝等。

导电聚合物材料由于其较低的密度和可塑性,逐渐成为研究的热点,如聚苯胺、聚噻吩等。

复合材料则是将金属材料和导电聚合物材料等进行复合,以综合各自的优点,提高屏蔽性能。

3. 电磁屏蔽材料的性能电磁屏蔽材料的性能主要包括电磁波吸收性能、屏蔽效能和机械性能。

电磁波吸收性能是指材料对电磁波的吸收能力,影响着屏蔽效果。

屏蔽效能是指材料对电磁波的反射和透射能力,与材料的导电性和厚度等因素有关。

机械性能则包括材料的强度、韧性和耐热性等,直接影响材料的使用寿命和稳定性。

4. 电磁屏蔽材料的制备方法目前常用的电磁屏蔽材料制备方法包括物理蒸发、溶液法、热压法和电沉积法等。

物理蒸发方法适用于制备金属材料,但存在成本高和制备工艺复杂等问题。

溶液法适用于制备导电聚合物材料,具有制备简单、成本低的优势。

热压法和电沉积法则适用于制备复合材料,能够在保持导电性的同时提高材料的机械性能。

5. 挑战与展望电磁屏蔽材料的研究仍面临一些挑战,如提高材料的吸波性能、降低材料的密度和成本等。

未来的发展方向包括开发新型的电磁屏蔽材料、提高材料的制备效率和优化屏蔽结构等。

同时,结合先进的制备技术和理论模拟方法,有望进一步提升电磁屏蔽技术的水平。

电磁波屏蔽材料的研究与发展

电磁波屏蔽材料的研究与发展

电磁波屏蔽材料的研究与发展作为现代科技的先锋领域,电子技术的突飞猛进虽然给人们带来了诸多便利和享受,但也为人类的健康和安全问题带来了潜在的危害。

在无线电、移动通信、计算机等高频电子设备广泛应用的年代,电磁波辐射也逐渐成为了社会关注的热点话题之一。

因此,电磁波屏蔽材料的研发和发展也愈加重要。

一、电磁波的基本概念及危害要理解电磁波屏蔽材料的研究与发展,我们首先需要了解电磁波的基本概念。

电磁波是由电场和磁场相互作用而产生的,它们交替变化几乎垂直向前传播的能量传播方式。

电磁波具有频率和波长的特性,这些特性是不同种类电磁波的区别之一。

电磁波在生活中广泛应用,例如,它们被用于无线电通信、雷达、微波炉、高音频和医疗设备。

但是,当人暴露在某些类型的电磁波中时,它们可能会对健康造成危害。

一些可能的影响包括头痛、失眠、心脏病和癌症等。

二、电磁波屏蔽材料的研究意义随着电子技术的迅速发展,电磁波屏蔽材料的研究也变得日益重要。

这是因为,当许多电器和电磁设备同时存在时,它们将产生大量电磁波辐射。

这些电磁波会相互干扰,影响设备的正常工作,甚至对人体健康造成危害。

因此,需要寻找有效的、成本合理的电磁波屏蔽材料来保护设备和人类健康。

电磁波屏蔽材料指的是一种可以有效阻止电磁波辐射影响的材料。

通常,这种材料由能吸收、透射、反射等多种机制相结合的屏蔽材料组成。

三、电磁波屏蔽材料的分类电磁波屏蔽材料通常可以分为金属材料、合金材料、聚合物材料、陶瓷材料和有机材料等几类。

鉴于各种材料的特性和应用场景不同,各类材料的适用范围也不尽相同。

金属材料,例如铜、铝、锌、镁等,是最传统的电磁波屏蔽材料之一。

由于金属具有高导电率和良好的反射性,当电磁波射入金属表面时,会迅速被反射或电流耗散,从而遏制了电磁波的扩散。

金属屏蔽材料通常用于电子设备的外壳或外部防护层,可以阻挡从设备外部传来或发射出去的电磁辐射。

铜纤维材料是聚合物电磁波屏蔽材料之一,通常由铜纤维和聚合物纤维混合而制成。

电磁辐射屏蔽材料的研究进展综述

电磁辐射屏蔽材料的研究进展综述

电磁波引起的电磁干扰(EM I)不仅会干扰电气设备,也会对人体健康带来严重的威胁[1],因此电磁污染已被公认为继大气污染、水质污染、噪音污染后的第四大公害。

电磁辐射污染已引起世界各国的重视。

欧、美、日等国家和地区都发布了电磁辐射的标准和规定,如美国联邦通讯委员会FCC、德国电气技术协会VDE、日本VCCI和英国BS6527等。

国际无线电干扰特别委员会CISPR也制定了抗电磁干扰的国际标准。

上世纪90年代以来,电磁辐射的危害已经引起我国政府的重视,颁布了一些行业性的电磁辐射防护规定,如《电磁辐射防护规定》、《微波和超短波通信设备辐射安全要求》、《使用电雷管防射频危害的安全性指南》等,并于1998推行了电磁兼容EM C标准[2]。

使用电磁屏蔽材料可以有效屏蔽电磁波的干扰,减少电磁污染的危害,因此研究开发电磁屏蔽材料将对社会生活和国防建设有着重大的现实意义。

本文将对电磁屏蔽机理进行介绍。

1.电磁屏蔽的机理[3-5]电磁波是由辐射源产生电场和磁场交互变化形成的,其能量以波动形式由近向远传播。

电磁屏蔽的机理是在电磁波经过导体时在导体上产生感应电流,使电磁场能转换成导体的内能,从而实现屏蔽的目的。

一般用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness)来评价电磁屏蔽材料的屏蔽性能,根据Schelkunoff电磁屏蔽理论,屏蔽效能分为反射消耗、吸收消耗和多重反射消耗3部分,用公式表示为:SE=A+R+BA———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:反射型、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。

2.1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。

电磁屏蔽材料的研究进展

电磁屏蔽材料的研究进展

万方数据万方数据万方数据万方数据电磁屏蔽材料的研究进展作者:于名讯, 徐勤涛, 庞旭堂, 连军涛, 刘玉凤, Yu Mingxun, Xu Qintao, Pang Xutang, Lian Juntao , Liu Yufeng作者单位:中国兵器工业集团第五三研究所,济南,250031刊名:宇航材料工艺英文刊名:Aerospace Materials & Technology年,卷(期):2012,42(4)1.周秀芹导电电磁屏蔽塑料研究新进展 2006(01)2.王锦成电磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究现状 2002(07)3.Lee C Y;Song H G;Jang K S Electromagnetic interference shielding efficiency of polyaniline mixture and multiplayer films 19994.Huang J L;Yau B S;Chen C Y The electromagnetic shielding effectiveness of indium tin oxide films with different thickness 20015.赵福辰电磁屏蔽材料的发展现状 2001(05)6.岩井建;毕鸿章在纤维表面形成金属被覆膜的金属纤维"METAX" 1999(02)7.于鑫;付孝忠;杜仕国电磁屏蔽材料在火箭弹包装中的应用 1999(01)8.Dhawan S K;Singh N;Rodrigues K Electromagnetic shielding behavior of conducting polyaniline composites 2003(04)9.王佛松;王利群;景遐斌聚苯胺的掺杂反应 199310.师春生;马铁军;李家俊镀金属炭毡/树脂基复合材料的电磁屏蔽性能 2001(03)11.王光华;董发勤;司琼电磁屏蔽导电复合塑料的研究现状 2007(02)12.谭松庭;章明秋金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能 1999(12)13.薛茹君电磁屏蔽材料及导电填料的研究进展 2004(03)14.潘成;方鲲;周志飚导电高分子电磁屏蔽材料研究进展 200415.毛倩瑾;于彩霞;周美玲Cu/Ag 复合电磁屏蔽涂料的研究 2004(04)16.施冬梅;杜仕国;田春雷铜系电磁屏蔽涂料抗氧化技术研究进展 2003(03)17.李秀荣;刘静;李长珍高频电磁屏蔽用ITO膜结构与性能分析 2000(06)18.Wojkiewicz J L;Fauveaux S;Redon N High electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline-polyurethane composites in the microwave band 2004(04)19.闾兴圣;王庚超聚苯胺/聚合物导电材料研究进展 2003(01)20.Morgan H;Foot P J S;Brooks N W The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites 200121.王杨勇;张柏宇;王景平本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展 2004(03)22.Bernhard Wessling Dispersion as the link between basis research and commercial application of conductive polymers (polyaniline) 199823.徐勤涛;孙建生;侯俊峰电磁屏蔽塑料的研究进展 2010(09)24.Hu Yongjun;Zhang Haiyan;Xiao Xiaoting Elcetromagnetic interference shielding effectiveness of silicon rubber filled with carbon fiber 201125.彭祖雄;张海燕;陈天立镀银玻璃微珠/碳纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能 2011(01)26.Huang C Y;Wu C C The EMI shielding effectiveness of PC/ABS/nicked-coated-carbeln-fibre composites 200027.邹华;赵素舍;田明镀银玻璃微珠/硅橡胶导电复合材料导电性能的影响因素 2009(08)28.孙建生;杨丰帆;徐勤涛镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶的制备与性能 2010(01)29.王进美;朱长纯碳纳米管的镍铜复合金属镀层及其抗电磁波性能 2005(06)30.徐化明;李聃;梁吉PMMA/定向碳纳米管复合材料导电与导热性能的研究 2005(09)31.戚亚光世界导电塑料工业化进展 2008(04)32.Wu Zhuangchun;Chen Zhihong;Du Xu Transparent,conductive carbon nanotube films 200433.Petra Potschke;Bhattacharyya A R;Andreas Janke Morphology and electrical resistivity of melt mixed blends of polyethylene and carbon nanotube filled polycarbonate 2003本文链接:/Periodical_yhclgy201204003.aspx。

电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

电磁屏蔽和吸波材料1、引言随着现代电子工业的快速进展,各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加,导致了电磁干扰现象的增多和电磁污染问题的日渐突出。

电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。

电磁波辐射产生的电磁干扰〔EMI〕不仅会影响各种电子设备的正常运行,而且对身体安康也有危害。

目前,主要的抗电磁千扰技术包括:屏蔽技术、接地技术和滤波技术。

其中,屏蔽技术的主要方法是承受各种屏蔽材料对电磁辐射进展有效阻隔与损耗。

吸波功能材料的争论是军事隐身技术领域中的前沿课题之一,其目的是最大限度地削减或消退雷达、红外等对目标的探测。

世界上多个国家相继开放了对战机、巡航、舰艇等军事用吸波材料的争论。

由于电磁屏蔽材料和吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用,因而其争论开发成为人们日益关注的重要课题。

2、电磁屏蔽和吸波材料的根本原理材料对电磁波屏蔽和吸取的程度用屏蔽效能〔SE〕来表示,单位为分贝(dB),一般来说,SE 越大,则衰减的程度越高。

2.1屏蔽体对电磁波的衰减机理屏蔽体对电磁波的衰减机理有3 种: (l)空气·屏蔽体界面的阻抗不连续性,对入射电磁波产生反射衰减; (2)未被外表反射而进入屏蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸取的衰减; (3)进入屏蔽体内未被吸取衰减的电磁波到达屏蔽体一空气界面时因阻抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生屡次反射衰减。

屏蔽效能可用下式表示:SE = SET + SER+ SEA M(1)式中:SE 表示反射损失,SE 表示吸取损失,SE 表示屡次反射损R A M失。

2.2吸波材料的根本物理原理吸波材料的根本物理原理是,材料对入射电磁波实现有效吸取,将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。

该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。

波阻抗匹配特性即制造特别的边界条件是入射电磁波在材料介质外表的反射系数r 最小,从而尽可能的从外表进入介质内部。

电磁屏蔽材料的研究与发展展望

电磁屏蔽材料的研究与发展展望******** ***摘要:电磁屏蔽是对干扰源或感受器(敏感设备、电路或组件)进行屏蔽,能有效地抑制干扰并提高电子系统或设备的电磁兼容性。

因此屏蔽是电子设备结构设计时必须考虑的重要内容之一,是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施,是抑制电磁干扰最有效的手段。

本文简述了研究电磁屏蔽材料的重要意义与屏蔽机制,讨论了电磁屏蔽金属材料的发展趋势。

关键词:电磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽机制;屏蔽效能引言:随着电子工业的发展和电子设备的高度应用,电磁辐射被认为是继水污染、噪音污染、空气污染的第四大公害,它造成的电磁干扰不仅影响人们的正常生活,而且日益威胁国家的军事机密。

尤其是在软杀伤武器一一电磁波突现的现代化战场上,当电磁波穿透军事设备的敏感器件时,可能致使对方雷达迷茫、无线电通讯指挥系统失效、导弹火炮等武器失控。

这种破坏力极大的电磁武器可能成为未来战场上重要的作战手段,因此,研究高性能的电磁屏蔽材料以提高各种武器平台的防护能力是各国军事领域的一项重大任务。

此外,电磁辐射也给人们的身体健康带来了严峻的挑战。

各种通讯设备、网络以及家用电器所发射的电磁波可能诱发各种疾病,如睡眠不足、头晕、呕吐,严重的甚至可能诱发癌症、心血管病等。

因此,电磁屏蔽材料的研究开发是近年来治理电磁环境的重要方法。

常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料等。

金属类材料能够作为主要的电磁屏蔽材料是由于其具有良好的导电性(铜、铝、镍等)和较高的磁导率(坡莫合金、铁硅合金等),当电磁能流通过金属材料时,其主要的屏蔽机制(反射衰减R和吸收衰减A)能够有效地反射、吸收电磁波,衰减电磁能量,从而达到较好的屏蔽效果。

大多数高分子材料的导电性能较金属差,这在很大程度上降低了高分子材料的电磁屏蔽效能。

因此,为了提高高分子材料的屏蔽性能,常添加导电金属纤维或在材料表面形成镀金属薄膜等。

本文简述了金属板材、金属复合材料、金属导电涂料和金属非晶材料等金属类材料的电磁屏蔽性能的研究现状并分析其优缺点。

电磁屏蔽材料研究进展

屏蔽效果的好坏用屏蔽效能(SE, Shielding effectiveness) 来评价, 它表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能定 义为屏蔽前后该点电磁场强度的比值, 即:
SE=20lg(E0/Es)或 SH=20lg(H0/Hs) 式中 : E0、H0 分 别 为 屏 蔽 前 该 点 的 电 场 强 度 与 磁 场 强 度 , Es、 Hs 分别为屏蔽后该点的电场强度与磁场强度。对屏蔽效果 的评价是根据屏蔽效能的大小度量的, 如表 1 所示。
关键词 电磁屏蔽 材料 现状 应用 中图分类号: TB303 文献标识码: A
Resear ch Pr ogr ess in Electr omagnetic Shielding Mater ials
DING Shijing1, 2, ZHAO Yuezhi3, GE Debiao1
( 1 School of Science, Xidian University, Xi’an 710071; 2 The PLA 61489 Army, Luoyang 471023; 3 Department of Material, Luoyang Institute of Science and Technology, Luoyang 471023)
Key wor ds electromagnetic shielding, material, progress, application
随着现代高新技术的发展, 电磁波引起的电磁干扰 (EMI)和电磁兼容(EMC)问题日益严重[1 ̄3], 不但 对 电 子 仪 器 、 设备造成干扰与损坏, 影响其正常工作, 严重制约我国电子 产品和设备的国际竞争力, 而且也会污染环境, 危害人类健 康; 另外电磁波泄漏也会危及国家信息安全和军事核心机密 的 安 全 。特 别 是 作 为 新 概 念 武 器 的 电 磁 脉 冲 武 器 已 经 取 得 实 质性的突破, 能对电子仪器设备、电力系统等进行直接打击, 造成信息系统等的暂时失效或永久损坏, 其投送方式多样, 破坏 力 极 强[1 ̄4], 而 且 强 大 的 电磁 脉 冲 对 人 体 也 能 造 成损 害 , 使 人 神 经 紊 乱 、行 为 失 控 等 。

电磁屏蔽及吸波材料的研究报告进展

电磁屏蔽与吸波材料的研究进展摘要:阐述了研究电磁屏蔽材料和吸波材料的重要性,分析了电磁屏蔽与吸波材料的工作原理,综述了电磁屏蔽材料与吸波材料国外研究进展与应用。

关键词:电磁屏蔽材料、吸波材料1引言随着科学技术和电子工业的开展,各种电子设备应用的日益增多,电磁波辐射已经成为一种新的社会公害。

电磁波辐射造成的电磁干扰不仅会影响各种电子设备的正常运转,而且对身体安康也有危害。

特别是塑料制品对传统金属材料的替代,电磁屏蔽技术就显得尤为重要了。

据估计,全世界电子电气设备由于电磁干扰发生故障,每年造成的经济损失高达几亿美元。

科学研究证实,人长期处于电磁波辐射环境中将严重损害身心安康。

目前播送电视发射塔的强电磁波辐射,城市电工、医疗射频设备附近的电磁辐射污染,移动的电磁波辐射等已经引起人们的广泛关注。

因此,世界上一些兴旺国家先后制定了电磁辐射的标准和规定,如美国联邦通讯委员会制定了抗电磁干扰法规〔FCC法〕和"Tempest〞技术标准,其中"FCC〞规定大于1000HZ的电子装置要求屏蔽保护,并持EMI/ RFI合格证才允许投放市场;我国在八十年代相继制定了"环境电磁波卫生标准"和"电磁辐射防护规定"等相关法规;国际无线电抗干扰特别委员会〔CISPR〕也制定了抗电磁干扰的CISPR的国际标准,供各国参照执行。

另外,现代高科技战争中的新型电子对抗技术,其核心之一是释放宽频率和波长的强电磁波来破坏对方军事设施中电子装备的遥测、遥感和遥控等功能,使对方的军事设施处于失控状态,到达突袭的目的。

吸波材料在军事隐身技术中有着广泛的应用,特别是美国U-2高空侦察机、B-2隐形轰炸机以及F-117和F-22隐形战斗机的出现,更是代表了吸波材料实际应用中的巨大成就。

由于电磁屏蔽与吸波材料在社会生活和国防建立中的重要作用,因而电磁屏蔽与吸波材料的研究开发成为人们日益关注的重要课题。

电磁屏蔽和吸波材料的研究进展

第1期电子元件与材料V ol.24 No.1 2005年1月ELECTRONIC COMPONENTS & MATERIALS Jan. 2005电磁屏蔽和吸波材料的研究进展崔升,沈晓冬,袁林生,范凌云(南京工业大学材料科学与工程学院,江苏 南京 210009)摘要:阐述了研究电磁屏蔽材料和吸波材料的重要性,分析了在不同情况下电磁屏蔽材料和吸波材料的作用机理。

综述了常见的电磁屏蔽材料的种类以及各种屏蔽用涂料、填料的特点,同时介绍了吸波材料的种类和研究热点,并着重讨论了导电填料、基体、复合工艺等因素对其屏蔽效能的影响关系。

最后对电磁屏蔽材料和吸波材料的研究和发展趋势也作了简要的阐述。

关键词:复合材料;电磁屏蔽;综述;吸波;屏蔽机理中图分类号: TG132.2 文献标识码:A 文章编号:1001-2028(2005)01-0057-05Research Development of Electromagnetic InterferenceShielding and Wave-absorbing MaterialsCUI Sheng, SHEN Xiao-dong, YUAN Lin-sheng, FAN Lin-yun(College of Material Science and Technology, Nanjing University of Technology, Nanjin 210009, China)Abstract: The significance of electromagnetic interference (EMI) shielding material and wave-absorbing material was explained. The mechanisms of shielding and wave-absorbing were analyzed in different conditions. The species of electromagnetic interference shielding material and the characteristic of dope and filling that were used in shielding material were reviewed. At the same time, the kinds of wave-absorbing material and researchful hotspot were introduced. Then the main effects of shielding effectiveness such as electric filling、polymer matrix and composite technique were emphatically discussed.Finally the trend of research and development is introduced.Key words:composite; electromagnetic interference shielding; review; wave-absorbing; shielding mechanism电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。

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