为何导电橡胶能用于电磁屏蔽
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导电橡胶及其应用摘要:介绍了导电橡胶的导电机理和应用。
导电机理主要有宏观渗滤理论即导电通路机理和量子力学隧道效应理论;导电橡胶主要有等向性导电橡胶、异向性导电橡胶、压敏导电橡胶、电磁屏蔽用导电橡胶和抗静电导电橡胶等。
关键词:导电橡胶导电机理电磁屏蔽近年来,随着电子工业和信息技术的迅速发展,电子产品间产生的电磁干扰问题越来越明显。
电磁干扰、电磁辐射及静电等问题已经给人们的日常生活和工农业生产带来了很大的影响。
如何有效地降低电子产品间的电磁干扰、电磁辐射等问题成为了各国专家研究的热点。
电磁屏蔽是电磁干扰防护控制的最基本方法之一,其功能有两个:一是控制辐射区域内部的电磁波,不使其越出某一区域;二是防止外来的辐射进入某一区域。
通过吸收、反射和多重反射,电磁波的能量在传播过程中被损耗到不会干扰仪器正常工作的程度[1,2]。
导电橡胶以其良好的导电性、延展性、弹性、环境密封性和耐介质腐蚀性,在电磁屏蔽领域得到了广泛应用。
导电橡胶通常是指体积电阻在109ω·cm以内的橡胶。
导电橡胶按导电本质的不同,分为结构型[3,4]和复合型两种[5,6]。
前者是从改变材料结构来实现其导电能力;而后者是采用向材料中加入各种导电填料的办法实现其导电能力。
由于复合型导电橡胶具有成本低、工艺简单、易于加工等特点,已被广泛应用于抗静电材料、导电涂料、导电薄膜、正温度系数材料以及电磁波屏蔽材料等领域。
一、导电机理自从复合型导电橡胶问世以来,人们对其导电机理进行了广泛的研究。
复合型导电橡胶的导电机理十分复杂,通常从导电通路如何形成和材料形成导电通路后如何导电两个方面进行研究。
目前,比较流行的理论主要有宏观渗滤理论,即导电通路理论和量子力学隧道效应理论。
1.宏观渗滤理论(导电通路机理)宏观渗滤理论主要研究电阻率和填料浓度的关系,并不涉及导电的本质,只是从宏观角度解释复合材料的导电现象,该理论认为复合材料体系内部的导电是通过导电填料在基体中相互衔接形成连续的导电网络提供电子流动通道来实现的。
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。
电磁屏蔽用导电橡胶在武器装备中应用的环境适应性考虑作者:李永涛陈晓佳官效岩来源:《中国军转民》 2020年第1期李永涛陈晓佳官效岩【摘要】随着对装备电磁兼容性要求的不断提高和国产化电磁屏蔽用导电橡胶材料性能提升以及价格大幅下降,目前导电橡胶材料以及以导电橡胶材料制造的电磁密封器件已经广泛使用在通信电子装备、火控系统、光电侦察装备等电子系统中。
目前,在军用装备领域中,针对导电橡胶在应用中因为各种环境因素造成的对材料关键性能的影响,还没有相应的测试标准和测试方法可以进行评估。
在这种情况下,随着导电橡胶材料在装备中使用范围的不断扩大,给装备的可靠性、环境适应性带来的风险也迅速增加。
因此,在武器装备中应用导电橡胶的设计中对环境适应性的考虑成为了重要的因素。
一、国内外电磁屏蔽用导电橡胶情况对比电磁屏蔽用导电橡胶(以下简称“导电橡胶”)是自60年代中期开始在美国军方提议下由美国固美丽公司(Cho merics)开始研发的产品,并首先在美军装备中应用。
自90年初海湾战争后,军用装备的电磁兼容性引起了军方高度的重视,国内在军用装备中也开始应用导电橡胶产品,这一时期的产品以进口产品为主。
90年代中期,国内的企业、科研院所和高等院校相继展开了对导电橡胶材料的研究,2000年以后随着导电橡胶材料市场的不断发展,进入了这一材料的制造领域。
随着军用装备国产化率要求和成本控制要求的提高,目前军用装备使用的导电橡胶材料与器件大部分都采用了国产产品。
目前由于导电橡胶的市场空间有限,在这一产品领域内的企业规模普遍较小,各企业在研发能力和研发投入上均显不足;另一方面,由于国内在这一产品上的研究方向是以橡胶材料为主对材料在装备中的应用特点、要求以及电磁屏蔽理论方面的理解不深,在材料性能研究方向上与军用装备实际应用及使用要求间存在偏离现象,特别在环境适应性、电磁屏蔽效能的可靠性等方面的性能要求、测试方法等关键问题的研究基本处于空白状态。
导电橡胶原理及应用导电橡胶是一种具有导电性能的橡胶材料,通常由橡胶基体和导电填料组成。
导电填料可以是碳黑、金属粉末等,其目的是为了提高橡胶材料的导电性能。
导电橡胶具有许多独特的特性,使其在各个领域都有广泛的应用,接下来将详细介绍导电橡胶的原理及应用。
导电橡胶的原理主要涉及两个方面:橡胶基体与导电填料之间的相互作用以及导电填料在橡胶基体中的分布。
首先,橡胶分子链与导电填料之间的相互作用对导电橡胶具有重要影响。
导电填料可以与橡胶基体的分子链发生物理吸附或化学反应,使得导电橡胶具有导电性。
例如,碳黑填料可以通过物理吸附与橡胶分子链相结合,从而形成导电网络,提高橡胶材料的导电性能。
金属粉末填料则可以通过氧化反应与橡胶分子链发生化学结合,形成金属-橡胶复合材料,具有较高的导电性能。
其次,导电填料在橡胶基体中的分布对导电橡胶的导电性能也有着重要影响。
导电填料的分散均匀程度决定了橡胶材料的导电性能。
当导电填料分散均匀时,导电橡胶的导电性能会更好;而当导电填料聚集在一起时,导电橡胶的导电性能会降低。
因此,在生产过程中需要采取一定的方法来确保导电填料的均匀分散,如加热混炼、机械剪切等。
导电橡胶具有许多独特的特性,使其在各个领域都有广泛的应用。
首先,导电橡胶具有较好的导电性能,可以用于制造导电垫、导电管、导电胶带等。
在电子工业中,导电橡胶可以用作电子元器件的导电垫片,用于提供电流的通路。
在电力传输中,导电橡胶可以用作导电管,用于传输电能。
导电胶带则可以用于面板、触摸屏等电子产品的连接。
其次,导电橡胶可以用于制造电磁波屏蔽材料。
导电橡胶具有良好的电磁波屏蔽性能,可以用于制造电磁波屏蔽窗帘、窗户、门等。
在电子设备制造中,导电橡胶可以用作屏蔽罩材料,用于隔离电磁干扰。
导电橡胶还可以用于制造防静电材料。
防静电材料主要包括防静电橡胶板、防静电橡胶板、防静电地板等。
这些材料可以有效地防止电子设备受到静电干扰,保护设备的正常运行。
导电橡胶原理导电橡胶是一种特殊的材料,其具有导电和橡胶两种性质。
导电橡胶通过在橡胶中添加导电填料,使其具有导电性能,从而可以用于电子器件、静电消除、电磁屏蔽等领域。
本文将详细介绍导电橡胶的原理及其应用。
导电橡胶的原理主要基于两个方面:橡胶基体和导电填料。
橡胶基体是导电橡胶的基础组成部分,而导电填料是导电橡胶具有导电性能的关键。
下面将详细介绍这两个方面。
首先是橡胶基体。
橡胶基体是导电橡胶的主要组成部分,它由高分子聚合物构成。
橡胶基体通常采用丁腈橡胶(NBR)、氯丁橡胶(CR)等。
这些橡胶材料具有良好的弹性和柔软性,可以使导电橡胶具有较好的抗压性能。
其次是导电填料。
导电填料是导电橡胶具有导电性能的关键。
常用的导电填料主要包括金属填料和碳黑填料。
金属填料主要有铜粉、铝粉等,它们具有良好的导电性能。
碳黑是一种炭素填料,它具有导电和抗静电性能。
导电填料通过添加到橡胶基体中,可以形成导电路径,从而使导电橡胶具有导电性能。
导电橡胶的导电机制主要有两种,即隧道效应和导电网络。
首先是隧道效应。
当导电填料粒子之间的距离很近时,电子可以通过粒子之间的空隙进行隧道传输。
这种隧道效应使得导电填料能够在橡胶基体中形成导电路径,从而实现导电。
其次是导电网络。
导电填料在橡胶基体中形成的导电路径可以形成三维导电网络。
导电网络类似于电路中的导线网络,它能够实现电流的传导。
导电网络的形成使得导电橡胶具有较好的导电性能。
导电橡胶具有许多优异的性能和应用。
它们具有良好的导电性能、耐化学性、抗压性能和柔软性。
导电橡胶可以用于电子器件、静电消除、电磁屏蔽等领域。
在电子器件中,导电橡胶可以用作柔性电子的基底材料。
相比传统的硅基材料,导电橡胶具有更好的柔性和可伸缩性,能够满足柔性电子对材料的要求。
在静电消除中,导电橡胶可以用于制造防静电橡胶制品。
静电在一些特定环境中容易引发爆炸等危险,而导电橡胶可以有效地消除静电,减少安全风险。
在电磁屏蔽中,导电橡胶可以用于制造电磁屏蔽材料。
电磁波屏蔽材料分类及应用电磁波屏蔽材料是指具有屏蔽电磁波能力的材料,主要用于阻挡电磁波的传播和降低电磁波的干扰。
根据屏蔽效果和工作频率范围的不同,电磁波屏蔽材料可以分为导电性材料和电磁屏蔽材料两大类。
一、导电性材料1. 金属材料:金属材料是最常见的导电性材料,具有较高的电导率和良好的电磁屏蔽效果,常见的金属材料有铜、铝、镍、钢铁等。
金属材料可以有效地反射和吸收电磁波,并将其转化为热能散发出去,从而降低电磁波的干扰。
金属材料通常用于制作金属屏蔽箱、金属屏蔽膜和金属屏蔽网等。
2. 导电涂料:导电涂料是一种将导电颜料或导电填料加入到涂料体系中制成的特殊涂料,具有较好的导电性能和电磁屏蔽效果。
导电涂料具有涂覆方便、造价较低的优势,可以广泛应用于各种需要电磁屏蔽的设备和电子产品中。
3. 导电橡胶:导电橡胶是一种将导电填料加入到橡胶基质中制成的材料,具有良好的弹性和韧性,同时具备较高的导电性能和电磁波屏蔽效果。
导电橡胶在航空航天、电子通信、医疗器械等领域得到广泛应用。
二、电磁屏蔽材料1. 电磁屏蔽膜:电磁屏蔽膜是一种由多层薄膜复合而成的材料,具有良好的屏蔽效果和较高的透明度。
电磁屏蔽膜表面经过特殊处理,表现出较好的耐腐蚀性和耐磨性。
电磁屏蔽膜广泛应用于电子显示器、手机等设备的屏幕保护膜中。
2. 电磁屏蔽布:电磁屏蔽布是一种由导电金属纤维和织物基材组成的材料,具有良好的导电性能和灵活性。
电磁屏蔽布可以做成各种形状和尺寸的屏蔽罩,用于包覆电子设备和仪器仪表,有效地降低电磁波的干扰。
3. 电磁屏蔽粉末:电磁屏蔽粉末是一种将导电粉末加入到塑料或橡胶基质中制成的材料,具有良好的导电性和电磁屏蔽效果。
电磁屏蔽粉末可以用于制作电磁屏蔽材料,如电磁屏蔽膜、电磁屏蔽涂料等。
根据应用领域的不同,电磁波屏蔽材料还可以分为电子产品屏蔽材料、医疗器械屏蔽材料、航空航天屏蔽材料等。
在电子产品中,电磁波屏蔽材料主要用于手机、电脑、电视等设备的屏幕、外壳和内部电路的屏蔽,以提高设备的抗干扰能力和电磁兼容性。
如何屏蔽电磁波?常见的电磁屏蔽材料有哪些吗?EMI电磁屏蔽材料的原理·电磁屏蔽即利⽤屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。
电磁屏蔽的作⽤原理是利⽤屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作⽤,其与屏蔽结构表⾯和屏蔽体内部感⽣的电荷、电流与极化现象密切相关。
屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和⾼频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。
通常所说的电磁屏蔽是指后⼀种,即对电场和磁场同时加以屏蔽。
按照屏蔽作⽤原理,屏蔽体对屏蔽效能的贡献分为三部分:(1)屏蔽体表⾯因阻抗失配引起的反射损耗;(2)电磁波在屏蔽材料内部传输时,电磁能量被吸收引起传输损耗或吸收损耗;(3)电磁波在屏蔽材料内壁⾯之间多次反射引起的多次反射损耗。
由此可以得到影响材料屏蔽效能的三个基本因素,即材料的电导率、磁导率及材料厚度。
这也是屏蔽材料研究本⾝所必须关注的问题和突破⼝。
当然,对于电磁屏蔽体结构,其屏蔽效能还与结构、形状、⽓密性等有关,对于具体问题,还需要考虑被屏蔽的电磁波频率、场源性质等。
常见的EMI电磁屏蔽材料·⼀、导电弹性体衬料(导电橡胶)每种导电橡胶都是由硅酮、硅酮氟化物、EPDM或者碳氟化物-硅氟化物等粘合剂及纯银、镀银铜、镀银铝、镀银镍、镀银玻璃、镀银铅或炭颗粒等导电填料组成。
由于这些材料含有银,包装和存储条件应与其他含银元件相似,它们应当存储在塑料板中,例如聚酯或者聚⼄烯,远离含硫材料。
标准形状有:实体O形条、空⼼O形条、实体D形条、空⼼D形条、U⾏条、矩形条、中空矩形条、中空P形条、通道条以及模制导电橡胶成形件、模制的D-形圈/O-形圈、各种法兰、I/O衬垫。
特点:在20M-20GHz的范围内可达90 dB-120dB,纯银颗粒的甚⾄可达到120dB以上。
能起到屏蔽和环境密封的作⽤,安装⽅便,适⽤于通讯、医疗、军品、航空等场合。
⼆、EMI导电泡棉衬料导电泡棉是把导电编制套缠绕在采⽤聚氨基甲酸⼄脂或EPDM构成的泡绵芯上,导电编制套通常是由镀银镍尼龙、铝泊或者Monel丝(镍铜合⾦)Ferrex(镀锡包铜钢丝)组成,有良好的导电性。
橡胶材料的导电性橡胶材料一直以来都是一种不导电的材料,但是在某些特殊的应用场景中,我们需要橡胶具备导电性能。
本文将讨论橡胶材料的导电性及其应用。
一、橡胶材料的导电机制橡胶材料原本是由高分子聚合物构成的非导电材料。
然而,通过添加导电剂或者改变橡胶的组成,我们可以改变橡胶的导电性能。
常见的导电剂有金属颗粒、石墨、碳纳米管等。
这些导电剂可以在橡胶基材中形成导电网络,使得橡胶材料获得导电性。
二、影响导电性的因素1. 导电剂类型:不同的导电剂具有不同的导电性能。
金属颗粒是最常用的导电剂之一,但是金属颗粒的添加量过多可能导致橡胶材料的机械性能下降。
石墨和碳纳米管则相对轻便,但是价格相对较高。
2. 导电剂分散度:导电剂的分散度对橡胶材料的导电性能有很大影响。
如果导电剂分散不均匀,导电网络就无法形成,从而导致橡胶材料的导电性能较差。
3. 橡胶基材的特性:不同类型的橡胶基材会对导电性产生影响。
比如,丁腈橡胶和硅橡胶的导电性能较好,而天然橡胶则相对较差。
三、导电橡胶材料的应用1. 静电消散材料:在一些特殊情况下,静电的积累可能会引起火灾或其他危险。
通过使用导电橡胶材料,可以有效地消散静电,降低火灾风险。
2. 电磁屏蔽材料:导电橡胶材料可以用于制造电磁屏蔽材料,用于防止电磁波的泄漏。
这在电子设备或机场等对电磁波敏感的场景中非常重要。
3. 传导性零件:导电橡胶材料可以用于制造传导性零件,如导电密封圈、导电垫片等。
这些零件可以有效地连接电路并保证电流的传导。
4. 柔性电子产品:导电橡胶材料的柔性和导电性能使其成为柔性电子产品的理想材料。
例如,柔性电路板、可折叠的电子设备等都可以采用导电橡胶材料制造。
四、导电橡胶材料的发展趋势随着科技的不断进步,导电橡胶材料的研究也在不断发展。
目前,研究人员正在探索新型导电剂的应用,如金属氧化物、导电聚合物等。
这些新型导电剂可以提高导电橡胶材料的导电性能,并在更广泛的领域得到应用。
此外,对导电橡胶材料的分散性、机械性能、耐化学性等方面的要求也在不断提高。
电磁屏蔽材料目前对工业产品的电磁兼容(EMC)的要求增高和广泛,必须对设备进行电磁屏蔽,以减少环境对设备或者设备对环境的辐射干扰,使设备适应复杂工作环境,确保设备正常实现设计功能,提高设备的可靠性、安全性。
一、导电橡胶每种导电橡胶都是由硅酮、硅酮笰化合物、EPDM或者笰碳-笰硅等粘合剂及纯银、镀银铜、镀银铝、镀银镍、镀银玻璃、镀银铅或无镀层铅颗粒等填料组成。
由于这些材料含有银,包装和存储条件应与其他含银元件相似,它们应当存储在塑料板中,例如聚酯或者聚乙烯,远离含硫材料。
可以成形形状有:挤压成形实体O 形条、空心O形条、实体D形条、空心D形条、U行条、矩形条、中空矩形条、中空P形条、V行条以及模制导电橡胶。
二、导电布导电布源于美国航空宇宙开发局(NASA)防止航空宇宙设备的错误工作为目的而开发的。
导电布是由化学纤维及天然纤维等构成的织物表面上覆上(金-银-铜-镍)等金属表层所构成的金属纤维所编制而成,可赋予导电性且没有纤维固有性质以外变化,可以确保裁剪及缝制的加工性能或者透气性、柔软性、舒适感。
导电布在遇到电波时,则会根据其物体的性质而进行反射、吸收、透过、提供极佳的屏蔽效果。
技术指标材质 Cu+Ni厚度 0.085mm瞬间最高耐温 210°C表面电阻 0.03Ω/ cm2屏蔽效果 33MHZ~1000MHZ 75D b~85dB重量76g/m2三、导电泡棉导电泡棉时采用聚氨基甲酸乙脂作为海绵芯,具有优良的弹性和阻燃性(U L94-V0)。
外包材料为含有镍铜金属镀层的结构,具有良好的导电性。
导电布衬垫具有良好的屏蔽性能,并且具有极高的性价比,时目前最新的、也是应用最广的屏蔽材料。
技术指标平均屏蔽性能 90dB表面电阻 0.07Ω/m2以上使用温度 -40~70°C永久压缩形变 8%~20%防火U L认证特点:低压力非常好的屏蔽效果,屏蔽性能超过90dB,有弹性,重量轻,低表面接触电阻,快速压敏固定,截面选择众多,U L级防火。
国外电磁屏蔽技术
国外在电磁屏蔽技术方面已经取得了许多进展,以下是一些国外的电磁屏蔽技术:
1.导电涂料:这种技术使用导电涂料涂覆在需要屏蔽的物体表面,从而起到电磁屏蔽的作用。
这种涂层具有较高的导电性能,能够有效地吸收和反射电磁波,从而达到屏蔽的目的。
2.导电布:导电布是一种由导电材料制成的柔软织物,具有良好的电磁屏蔽效果。
这种材料可以用于制作各种屏蔽罩、屏蔽帐篷等,方便携带和移动。
3.导电橡胶:导电橡胶是一种由导电颗粒和橡胶材料混合制成的弹性材料,具有良好的电磁屏蔽性能。
这种材料可以用于填补缝隙、密封开口等,从而达到电磁屏蔽的目的。
4.导电泡沫:导电泡沫是一种轻质、多孔的导电材料,具有较好的电磁屏蔽效果。
这种材料可以用于填充空隙、覆盖开口等,起到电磁屏蔽的作用。
5.金属网:金属网是一种由金属线制成的网状结构,可以用于制作各种规格的屏蔽罩、屏蔽帐篷等。
这种材料的电磁屏蔽效果比较好,价格也比较低廉。
总的来说,国外的电磁屏蔽技术已经比较成熟,各种导电材料、金属网等都已经得到了广泛应用。
这些技术可以应用于各种领域,如军事、医疗、通讯等。
橡胶防辐射原理
橡胶防辐射原理是指橡胶材料在防辐射过程中起到屏蔽辐射的作用。
橡胶材料具有以下几个原理来实现防辐射效果:
1. 吸收辐射:橡胶材料能够吸收一部分电磁辐射,减少辐射穿透的能量。
橡胶材料内部的分子结构可以通过与辐射波长匹配来吸收辐射,并将其能量转化为热能。
2. 屏蔽辐射:橡胶材料在一定厚度下能够阻挡或减弱辐射的传播。
辐射波通过橡胶材料时,会发生折射、反射和散射,从而降低辐射的能量。
3. 漫射辐射:橡胶材料可以将吸收的辐射能量以不规则的方式散播出去,从而分散辐射能量的密度。
这种散播可以让辐射绕过人体或其他敏感设备,减少其对人体或设备的伤害。
总的来说,橡胶防辐射的原理是通过吸收、屏蔽和漫射辐射来保护人体或其他设备免受辐射的伤害。
不同类型的橡胶材料可以根据其特定的物理和化学性质来实现不同程度的防辐射效果。
屏蔽线原理屏蔽线是一种常见的电磁屏蔽材料,它能够有效地阻止电磁波的传播,起到屏蔽干扰的作用。
屏蔽线的原理主要是利用其内部的导电材料来吸收电磁波的能量,从而减小电磁波的传播距离和强度。
本文将从屏蔽线的结构、材料和工作原理等方面进行详细介绍。
首先,屏蔽线的结构通常由导电材料和绝缘材料组成。
导电材料可以是金属丝、铜箔等,而绝缘材料则可以是塑料、橡胶等。
这种结构使得屏蔽线既具有良好的导电性能,又具有一定的柔韧性和耐腐蚀性,能够适应不同的环境和应用场景。
其次,屏蔽线的材料选择对其屏蔽性能起着至关重要的作用。
一般来说,导电材料的电导率越高,屏蔽线的屏蔽效果就越好。
常见的导电材料有铜、银等,它们具有良好的导电性能和机械性能,适合用于制作屏蔽线。
此外,绝缘材料的选择也需要考虑其耐高温、耐腐蚀等性能,以确保屏蔽线在使用过程中能够稳定可靠地发挥作用。
屏蔽线的工作原理是利用其内部的导电材料来吸收电磁波的能量,从而减小电磁波的传播距离和强度。
当电磁波遇到屏蔽线时,会激发屏蔽线内部的自由电荷运动,产生电磁场的反作用力,从而吸收和衰减电磁波的能量。
这种吸收和衰减的过程可以有效地减小电磁波的干扰范围,保护设备和系统的正常工作。
除了上述基本原理外,屏蔽线的屏蔽效果还受到其形状、尺寸和布局等因素的影响。
合理的屏蔽线设计可以提高其屏蔽效果,减小电磁干扰的影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体的需求和环境条件来选择合适的屏蔽线结构和材料,以达到最佳的屏蔽效果。
总之,屏蔽线是一种重要的电磁屏蔽材料,其原理是利用内部的导电材料来吸收电磁波的能量,从而减小电磁波的传播距离和强度。
合理的结构、材料和设计能够提高屏蔽线的屏蔽效果,保护设备和系统免受电磁干扰的影响。
希望本文的介绍能够帮助大家更好地理解屏蔽线的原理和应用。
导电橡胶导电原理
答案:
导电橡胶的导电原理是通过压力使导电颗粒接触,形成导电通路。
导电橡胶是一种复合材料,它通过将玻璃镀银、铝镀银、银等导电颗粒均匀分布在硅橡胶中来实现导电功能。
当外部压力作用于导电橡胶时,这些导电颗粒被压缩并相互接触,形成导电通路,从而使得电流能够通过。
这种材料在军事和商业上都有广泛应用,主要作用包括密封和电磁屏蔽。
其屏蔽性能高达120dB(在10GHz频率下)。
导电橡胶的颜色多样,一般以深色为主,这与其工作原理和用途密切相关。
此外,导电橡胶不仅具有良好的导电性能,还具有吸波功能。
当填充的导电颗粒达到纳米级别时,这些纳米粒子具有较高的比表面积和空隙率,能够产生吸波效应。
这种特性使得导电橡胶在需要屏蔽和吸收电磁波的场合下表现出色,例如在微波炉等应用中,炭黑填充的橡胶可以有效削弱强磁场波的影响。
电磁屏蔽的几大技术解析电磁屏蔽的几大技术解析1.电磁屏蔽的目的电磁波是电磁能量传播的主要方式,高频电路工作时,会向外辐射电磁波,对邻近的其它设备产生干扰。
另一方面,空间的各种电磁波也会感应到电路中,对电路造成干扰。
电磁屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径,从而消除干扰。
在解决电磁干扰问题的诸多手段中,电磁屏蔽是最基本和有效的。
用电磁屏蔽的方法来解决电磁干扰问题的最大好处是不会影响电路的正常工作,因此不需要对电路做任何修改。
2.区分不同的电磁波同一个屏蔽体对于不同性质的电磁波,其屏蔽性能不同。
因此,在考虑电磁屏蔽性能时,要对电磁波的种类有基本认识。
电磁波有很多分类的方法,但是在设计屏蔽时,将电磁波按照其波阻抗分为电场波、磁场波、和平面波。
电磁波的波阻抗ZW定义为:电磁波中的电场分量E与磁场分量H的比值:ZW=E/H电磁波的波阻抗电磁波的辐射源性质、观测点到辐射源的距离以及电磁波所处的传播介质有关。
距离辐射源较近时,波阻抗取决于辐射源特性。
若辐射源为大电流、低电压(辐射源的阻抗较低),则产生的电磁波的波阻抗小于377,称为磁场波。
若辐射源为高电压、小电流(辐射源的阻抗较高),则产生的电磁波的波阻抗大于377,称为电场波。
距离辐射源较远时,波阻抗仅与电场波传播介质有关,其数值等于介质的特性阻抗,空气为377Ω。
电场波的波阻抗随着传播距离的增加降低,磁场波的波阻抗随着传播距离的增加升高。
注意:近场区和远场区的分界面随频率不同而不同,不是一个定数,这在分析问题时要注意。
例如,在考虑机箱屏蔽时,机箱相对于线路板上的高速时钟信号而言,可能处于远场区,而对于开关电源较低的工作频率而言,可能处于近场区。
在近场区设计屏蔽时,要分别电场屏蔽和磁场屏蔽。
3.度量屏蔽性能的物理量——屏蔽效能屏蔽体的有效性用屏蔽效能(SE)来度量。
屏蔽效能的定义如下:SE=20lg(E1/E2)(dB)式中:E1=没有屏蔽时的场强E2=有屏蔽时的场强如果屏蔽效能计算中使用的是磁场强度,则称为磁场屏蔽效能,如果屏蔽效能计算中使用的是电场强度,则称为电场屏蔽效能。
导电胶吸波材料导电胶吸波材料是一种具有导电性能和吸波性能的材料,广泛应用于电磁波吸收领域。
它具有导电性能的特点可以使电磁波在材料内部得到有效的传导和吸收,从而实现对电磁波的吸收和屏蔽。
本文将从导电胶吸波材料的基本原理、特点及应用等方面进行介绍。
导电胶吸波材料是一种由导电填料和基质组成的复合材料。
导电填料通常采用金属和导电颗粒等材料,如铜粉、铁粉、碳纳米管等,它们具有良好的导电性能。
基质则是起到固定填料和提供吸波性能的作用,通常采用聚合物材料,如硅胶、聚氨酯等。
导电填料通过与基质相互作用,形成导电网络,从而实现导电性能。
同时,导电胶吸波材料的基质还具有良好的吸波性能,可以将电磁波转化为热能进行吸收。
导电胶吸波材料具有以下几个特点。
首先,它具有良好的导电性能,可以有效地传导和吸收电磁波。
其次,导电胶吸波材料具有较宽的吸波频率范围,可以吸收不同频率范围内的电磁波。
第三,导电胶吸波材料具有良好的柔韧性和可塑性,可以根据需要制备成不同形状和尺寸的材料。
第四,导电胶吸波材料具有较高的热稳定性和耐腐蚀性,可以在各种恶劣环境中长期稳定工作。
导电胶吸波材料在电磁波吸收领域有广泛的应用。
首先,它可以用于电磁波屏蔽材料的制备。
由于导电胶吸波材料具有良好的导电性能和吸波性能,可以有效地屏蔽电磁波的干扰。
其次,导电胶吸波材料可以用于电磁波吸收材料的制备。
由于导电胶吸波材料具有较宽的吸波频率范围和良好的吸波性能,可以将电磁波转化为热能进行吸收,从而实现对电磁波的吸收。
此外,导电胶吸波材料还可以应用于电磁波防护材料的制备。
由于导电胶吸波材料具有较高的热稳定性和耐腐蚀性,可以在各种恶劣环境中长期稳定工作,从而实现对电磁波的防护。
导电胶吸波材料是一种具有导电性能和吸波性能的材料,可以有效地吸收和屏蔽电磁波。
它具有导电性能和吸波性能的特点,可以在电磁波吸收领域有广泛的应用。
导电胶吸波材料的研究和应用将为电磁波吸收技术的发展提供新的思路和途径。
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。
而导电炭黑填充的导电橡胶虽然体积电阻较大,但由于其纳米粒径与纳米效应,可具有吸波功能。
所以我们也会在微波炉上看到炭黑填充的橡胶作密封条,微波炉的磁场强度特别大,高达14G以上,而炭黑填充的橡胶即可较好的削弱磁场波。
编辑本段用途
导电橡胶具有良好的电磁密封和水汽密封能力,在一定压力下能够提供良好的导电性(抑制频率达到40GHz)。
产品满足美军标MIL-G-83528在电子、电信、电力、军工、航空、航天、舰船等领域中广泛应用。
该产品主要以高性能硅橡胶为基料,配特种填料(如铜镀银、铝镀银、玻璃镀银、石墨镀镍颗粒等)和助剂,并经严格受控的工艺制作而成,体积电阻率可达0.004欧*厘米,稳定性好。
编辑本段材料特性镍包铜粉:镍包铜粉是导电硅橡胶目前最理想的导电填充料,优秀的导电性能和电磁波屏蔽性能,在导电橡胶高温成形时具良好的抗氧化,各种环境抗腐蚀性强(盐雾试验)和具有相当长的使用寿命,保证产品的合格率的为百分百。
成本上比镀银类产品如:目前的镀银玻璃微珠,镀银铝粉,镀银铜粉和纯银粉等,具有成本上的强劲优势。
不因银价上升而导致供价不稳定。
镍包铜粉具有供价稳定性能相当。
是末来导电硅橡胶的主导填充粉末。
目前市场主要代表型号有,腾飞金属科技W-5镍包铜粉。
其因技术比较成熟,镀层好,能够在各种橡胶中完美的填充使用,可以从技术的角度上讲:一个好的镍包铜粉在生产技术上有相当多的技术难点,镀层不好达不到屏蔽性能的要求。
选择好的镍包铜粉是生产产品质量的关键。
铝镀银导电橡胶:具有优良的屏蔽性
能和抗烟雾性能;铜镀银导电橡胶:具有最优良的导电性;玻璃镀银导电橡胶:具有最佳性价比;纯银导电橡胶:具有良好的防霉菌性。
项目导电填料
银镍-铜银-镍银-铝银-玻璃银包铜炭黑
邵尔A型硬度/度 65±5 5±5 75±5 65±5 65±5 65±10 65±7 拉伸强度/MPa ≥2.07 ≥1.38 ≥1.38 ≥1.38 ≥1.03 ≥1.38 ≥3.80 拉断伸长率/% ≥200 ≥100 ≥100 >100 ≥75 ≥100 >100
压缩永久变形(70 h×l00℃)/% ≤45 ≤32 ≤32 ≤32 ≤30 ≤30 ≤45 最高使用温度/℃ 160/200 125 125 160/200 160 150 200
导电性能及电性能稳定性/(Ω·cm) ≤0.002 ≤0.004 ≤0.005 ≤0.008 ≤0.009 ≤0.1 ≤8.0
屏蔽效能/dB
≥200 kHz(磁场) 70 70 70 60 70 NA -
100 MHz(电场) 120 120 120 115 120 100 80 500 MHz(电场) 120 120 120 110 120 100 80 2 GHz(平面波) 120 120 115 105 120 100 60 10 GHz(平面波) 120 120 110 100 120 100 50 性能特点对比
屏蔽效能优良良良中中差成本最高较高较高高中低最低
耐腐蚀性优级差良优良中差
编辑本段技术性能
导电橡胶必须受一定的压缩力才能良好导电,所以结构设计必须保证合适的压力又不过压。
板材最佳高度压缩量在7~15%;实心圆形、D形最佳高度压缩量在12~30%;管状、P 形最佳高度压缩量在20~60% 编辑本段应用
导电橡胶通常是指体积电阻在10的9次欧姆厘米以内,由于橡胶是优良的绝缘体,体积电阻大于10的14次左右。
导电橡胶分为防静电级别导电橡胶,体积电阻在10的5次至10的9次方之间,导电炭黑填充的导电橡胶,体积电阻通常可保持在几千欧,甚至更低至一二百欧,再低低于50欧姆厘米的已经是难度非常大。
当体积电阻低于10欧姆厘米以下时,导电橡胶即具有电磁屏蔽功能。
下文讲的即是体积电阻在10欧姆厘米以下,主要用于电磁屏蔽场合,也用于机箱、机柜、方舱等电子和微波波导系统,连接器衬垫等。
编辑本段FIP (Form-In-Place)导电橡胶介绍 FIP (Form-In-Place)导电橡胶,是针对尺寸小之又小的电磁密封衬垫需求,出现的一类新型高性能电磁屏蔽复合材料,在电磁屏蔽材料行业中,通常称作点胶导电橡胶。
这种材料被专门设计为流体状态,由单组分或双组分硅橡胶和金属基导电性填料均匀混合制成。
FIP,又被称为点胶成形、现场成形、就地成形、原位成形、表面点胶和表面滴胶,指得是导电橡胶的成形方法。
使用时,通过计算机操作的数控机床,将流体状态的未固化导电橡胶,施加气压后从针头点涂于法兰表面的指定位置。
点出的胶料不流淌、不变形,接触空气中的湿气,在室温下即可原位成形,固化后和基底形成永久粘结。
FIP导电橡胶,主要功能是在导电表面之间提供低阻抗和柔性连接,而且提供环境密封,直接用于待屏蔽部位。
由于其具有良好的触变性和粘接性,可方便的直接应用在多种金属化塑料和金属材料制成的法兰表面上。