電磁屏蔽原理及應(yīng)用

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1、實(shí)用文檔電磁屏蔽的原理及應(yīng)用摘要：闡述了電磁屏蔽材料的屏蔽原理。介紹了電磁屏蔽材料的發(fā)展現(xiàn)狀，其中較為詳細(xì)地介紹了表層導(dǎo)電型屏蔽材料以及填充復(fù)合型屏蔽材料。關(guān)鍵詞：電磁屏蔽，危害，屏蔽原理，研究現(xiàn)狀A(yù)bStraCtTheharmsofelectromagneticradiationtoelectricequipment,fuel,animalsandhumanwereintoduced,andthemechanismofelectromagneticshieldingmaterialsanditsdevelopmentwa

2、ssummarized.Keywordselectromagneticradiation,shielding,harm,mechanism,development近幾十年來，隨著各種電器的普及，電子計(jì)算機(jī)、通訊衛(wèi)星、高壓輸電網(wǎng)和一些醫(yī)用設(shè)備等的廣泛應(yīng)用，由此帶來的電磁輻射污染也越來越嚴(yán)重。為此，必須進(jìn)行電磁屏蔽。1、電磁屏蔽原理電磁屏蔽，實(shí)際上是為了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。電磁波傳播到達(dá)屏蔽材料表面時(shí)，通常有3種不同機(jī)理進(jìn)行衰減:一是在入射表面的反射衰減;二是未被反射而進(jìn)入屏蔽體的電磁波被材料吸收

3、的衰減;三是在屏蔽體內(nèi)部的多次反射衰減。電磁波通過屏蔽材料的總屏蔽效果可按下式計(jì)算:實(shí)用文檔SE=R+A+B(1)式中:SE為電磁屏蔽效果，dB;R為表面單次反射衰減;A為吸收衰減;B為內(nèi)部多次反射衰減(只在A<15dB情況下才有意義)。一般來說，電屏蔽材料衰減的是高阻抗的電場(chǎng)，屏蔽作用主要由表面反射R來決定，吸收衰減A則不是主要的。所以，電屏蔽可以用比較薄的金屬材料制作;而磁屏蔽體的衰減主要由吸收衰減A決定，反射衰減R不是主要的。根據(jù)電磁學(xué)的有關(guān)知識(shí)，可分別得出A,R,B的計(jì)算公式:(2)A與電磁波的類型(電場(chǎng)或磁場(chǎng))無

4、關(guān)，只要電磁波通過屏蔽材料就有吸收，它與材料厚度成線性增加，并與材料的電導(dǎo)率及磁導(dǎo)率有關(guān)。反射衰減R不僅與材料的表面阻抗有關(guān)，同時(shí)也與輻射源的類型及屏蔽體到輻射源的距離有關(guān)。對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)源(平面波輻射源):(3)對(duì)于近場(chǎng)源:磁場(chǎng):(4)電場(chǎng)實(shí)用文檔(5)金屬屏蔽材料一般都比較薄，A也比較小，通常考慮內(nèi)部多次反射衰減B。在此情況下，內(nèi)部多次反射衰減B。在此情況下，內(nèi)部反射甚至可以發(fā)生多次，形成多次反射。用“多次反射修正項(xiàng)”B來表示這種衰減。對(duì)于近場(chǎng)源:（6）對(duì)于遠(yuǎn)場(chǎng)源:B的計(jì)算公式比較復(fù)雜，若需要可查閱相關(guān)資料。在上面的幾式中，

5、d為屏蔽層的厚度(cm);f為電磁波頻率(Hz);a:為屏蔽材料相對(duì)于銅的電導(dǎo)率;為屏蔽材料的相對(duì)磁導(dǎo)率;D為場(chǎng)源與屏蔽體的距離，cm(假定場(chǎng)源為點(diǎn)源)。從上面幾個(gè)公式可以看出，性能良好的電磁屏蔽材料應(yīng)具有較高的電導(dǎo)率及磁導(dǎo)率。某些金屬或合金是電的良導(dǎo)體，如銅、鋁等，對(duì)高阻抗電場(chǎng)有很好的屏蔽作用，但對(duì)低阻抗磁場(chǎng)的屏蔽卻不夠理想;而有些金屬或合金，如鐵、坡莫合金等卻對(duì)低阻抗磁場(chǎng)有很好的屏蔽作用。為在較寬廣的頻率范圍內(nèi)都有好的屏蔽作用，屏蔽材料應(yīng)是高電導(dǎo)率及高磁導(dǎo)率材料的組合。2電磁屏蔽應(yīng)用的研究現(xiàn)狀根據(jù)應(yīng)用需要及各種法規(guī)的要

6、求，當(dāng)材料的屏蔽效果達(dá)到30~實(shí)用文檔60dB的中等屏蔽數(shù)值時(shí)，認(rèn)為有效。屏蔽電磁干擾的方法很多，表1列出了幾種常用的方法以及電磁屏蔽材料的特點(diǎn)。其中，表層導(dǎo)電型屏蔽材料(包括導(dǎo)電涂料、金屬熔射、貼金屬箔和電鍍塑料等)的開發(fā)和應(yīng)用已取得一定的進(jìn)展。尤其是導(dǎo)電涂料以其低成本和中等屏蔽效果目前仍占據(jù)電磁屏蔽材料的主要市場(chǎng)。而填充復(fù)合型屏蔽材料(即導(dǎo)電塑料)由于其成型加工和屏蔽的一次完成，便于大批量生產(chǎn)，可以一勞永逸，因此是電磁屏蔽材料的一個(gè)發(fā)展方向。2.1表層導(dǎo)電型屏蔽材料2.1.1導(dǎo)電涂料導(dǎo)電涂料作為電磁屏蔽材料的最大優(yōu)點(diǎn)是

7、成本低，簡(jiǎn)單實(shí)用且適用面廣。銀系導(dǎo)電涂料是最早開發(fā)的品種之一，美國(guó)軍方早在60年代就將它用作電磁屏蔽材料。銀系涂料性能穩(wěn)定，屏蔽效果極佳(可達(dá)65dB以上)，但由于其成本太高，只能適用于某些特殊場(chǎng)合下使用鎳系涂料價(jià)格適中，屏蔽效果好，抗氧化能力比銅強(qiáng)，因而成為當(dāng)前歐美等國(guó)家電磁屏蔽用涂料的主流。涂層厚度為時(shí)，體積電阻率為，屏蔽效果可達(dá)30一60dB(500一1000MHz。但鎳系涂料在低頻區(qū)的屏蔽效果不如銅系涂料。銅系涂料導(dǎo)電性好，但抗氧化性較差。隨著近年來抗氧化處理技術(shù)的發(fā)展，銅系涂料的開發(fā)與應(yīng)用也逐漸增多。如日本昭和電

8、工公司的銅/丙烯酸樹脂由于對(duì)銅進(jìn)行了特殊處理，導(dǎo)電性能比較穩(wěn)定，其用量?jī)H為鎳系涂料的一半。由于銅的體積電阻率比鎳小，因此在涂層厚度相同時(shí)，銅系涂料的表面電阻率比鎳系料低。目前主要采用如下2種處理技術(shù)來防止銅粉的氧化，一是用抗氧化劑對(duì)銅粉進(jìn)行表面處理，或用較不活潑的金屬(如Ag,AI,實(shí)用文檔Sn包覆銅粉