emi屏蔽材料原理

作者简介:王锦成,男,1973年生,在读博士。现主要从事阻燃材料的研究工作,已发表学术论文十几篇。电磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究现状

王锦成

(东北大学纤维材料改性国家重点实验室,上海200051)

摘　要　介绍了电磁辐射对电子设备、燃料和装备、动物及人的危害性,阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理。介绍了电磁屏蔽材料的发展现状,其中较为详细地介绍了表层导电型屏蔽材料以及填充复合型屏蔽材料。关键词　电磁屏蔽,辐射,危害,屏蔽原理,研究现状

MechanismanddevelopmentofelectromagneticshieldingmaterialsWangJincheng(StateKeyLaboratoryforModificationofChemicalFibersandPolymerMaterials,DonghuaUniversity,Shanghai200051)

Abstract　Theharmsofelectromagneticradiationtoelectricequipment,fuel,animalsandhumanwereintoduced,andthemechanismofelectromagneticshieldingmaterialsanditsdevelopmentwassummarized.Keywords　electromagneticradiation,shielding,harm,mechanism,development 近几十年来,随着各种电器的普及,电子计算机、通讯卫星、高压输电网和一些医用设备等的广泛应用,由此带来的电磁辐射污染也越来越严重。为此,必须进行电磁屏蔽。1　电磁辐射的屏蔽原理电磁屏蔽,实际上是为了限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。电磁波传播到达屏蔽材料表面时,通常有3种不同机理进行衰减:一是在入射表面的反射衰减;二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;三是在屏蔽体内部的多次反射衰减。电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算[1]:SE=R+A+B(1)式中:SE为电磁屏蔽效果,dB;R为表面单次反射衰减;A为吸收衰减;B为内部多次反射衰减(只在A<15dB情况下才有意义)。一般来说,电屏蔽材料衰减的是高阻抗的电场,屏蔽作用主要由表面反射R来决定,吸收衰减A则不是主要的。所以,电屏蔽可以用比较薄的金属材料制作;而磁屏蔽体的衰减主要由吸收衰减A决定,反射衰减R不是主要的。根据电磁学的有关知识,可分别得出A,R,B的计算公式[1]:A(dB)=11314d(fμfσf)1/2(2)A与电磁波的类型(电场或磁场)无关,只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收,它与材料厚度成线性增加,并与材料的电导率及磁导率有关。反射衰减R不仅与材料的表面阻抗有关,同时也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离有关。对于远场源(平面波辐射源):R(dB)=168-10lg(fμr/Or)(3) 对于近场源:磁场:R(dB)=20lg{[11173(μr/σ

在电子设备及电子产品中，电磁干扰（Electromagnetic Interference）能量通过传导性耦合和辐射性耦合来进行传输。为满足电磁兼容性要求，对传导性耦合需采用滤波技术，即采用EMI滤波器件加以抑制；对辐射性耦合则需采用屏蔽技术加以抑制。在当前电磁频谱日趋密集、单位体积内电磁功率密度急剧增加、高低电平器件或设备大量混合使用等因素而导致设备及系统电磁环境日益恶化的情况下，其重要性就显得更为突出。

屏蔽是通过由金属制成的壳、盒、板等屏蔽体，将电磁波局限于某一区域内的一种方法。由于辐射源分为近区的电场源、磁场源和远区的平面波，因此屏蔽体的屏蔽性能依据辐射源的不同，在材料选择、结构形状和对孔缝泄漏控制等方面都有所不同。在设计中要达到所需的屏蔽性能，则需首先确定辐射源，明确频率范围，再根据各个频段的典型泄漏结构，确定控制要素，进而选择恰当的屏蔽材料，设计屏蔽壳体。

屏蔽体对辐射干扰的抑制能力用屏蔽效能SE（Shielding Effectiveness）来衡量，屏蔽效能的定义:没有屏蔽体时，从辐射干扰源传输到空间某一点(P)的场强 1（ 1）和加入屏蔽体后，辐射干扰源传输到空间同一点(P)的场强 2（ 2）之比，用dB（分贝）表示。

图1 屏蔽效能定义示意图

屏蔽效能表达式为 (dB) 或 （dB）

工程中，实际的辐射干扰源大致分为两类：类似于对称振子天线的非闭合载流导线辐射源和类似于变压器绕组的闭合载流导线辐射源。由于电偶极子和磁偶极子是上述两类源的最基本形式，实际的辐射源在空间某点产生的场，均可由若干个基本源的场叠加而成(图2)。因此通过对电偶极子和磁偶极子所产生的场进行分析，就可得出实际辐射源的远近场及波阻抗和远、近场的场特性，从而为屏蔽分类提供良好的理论依据。

图2 两类基本源在空间所产生的叠加场

赵灵智等电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状 赵灵智’，胡社军２，何琴玉２，李伟善２，陈俊芳２汝强２（１．广东工业大学，广州５１０６４０；２．华南师范大学，广州５１０６３１） 摘要：阐述了电磁屏蔽材料的重要性，介绍了不同情况下电磁屏蔽材料的屏蔽机理，常见的电磁屏蔽材料种类及其特点，综述了高分子导电涂料、表面敷层型屏蔽材料、纤维类复合材料、发泡金属类屏蔽材料近几年来的国内外研究现状及应用，因其具有良好的屏蔽效果而有望成为极具发展前景的一类包装材料。 关键词：电磁屏蔽；原理；现状；综述 中图分类号：ＴＢ３４；ＴＢ３３３文献标识码：Ａ文章编号：１００１　－　３５６３　（２００６）　０２　－　０００１　－　０４ Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓＺＨＡＯ　Ｌｉｎｇ　ｚｈｉ＇　，　ＨＵ　Ｓｈｅ　ｊｕｎ２　，　ＨＥ　Ｑｉｎ　＿，ｕ２，“Ｗｅｉ　ｓｈａｎ２，ＣＨＥＮＧ　Ｊｕｎ－ｆａｎｇ＇，ＲＵ　Ｑｉａｎｇ２ （１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６４０，　Ｃｈｉｎａ； ２．　Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｎｏｒｍａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ；　Ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｗａｓ　ｅｘｐｌａｉｎｅｄ．　Ｔｈｅ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉ－ｐｌｅ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，　ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｅｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｔｈｅ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ｐｏｌｙｍｅｒｓ，　ｓｕｒｆａｃｅ一ｓｐｒｅａｄｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，　ｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅ　ｆｉｂｅｒｓ　ａｎｄ　ｆｏａｍｅｄ　ｍｅｔａｌｓ　ｗｅｒｅ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ．　Ｉｔ　ｗａｓ　ｐｕｔ　ｆｏｒｗａｒｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅｓｅ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ　ｗｉｔｈ　ｇｏｏｄ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｅｆ－ｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｈａｖｅ　ａ　ｂｒｉｇｈｔ　ｆｕｔｕｒｅ　ｉｎ　ｐａｃｋａｇｉｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｆｉｅｌｄｓ． Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ；　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ；　ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ；　ｐｒｏｇｒｅｓｓ；　ｒｅｖｉｅｗ 随着现代高新技术的发展，电磁波弓｛起的电磁干扰（ＥＭＩ）与电磁兼容（ＥＭＣ）问题日益严重，在继噪音污染、空气污染、水污染之后，电磁波污染成为威胁人类健康的第四大公害。探索高效的电磁屏蔽材料，防止电磁波辐射污染以保护环境和人体健康，防止电磁波泄漏以保障信息安全，已经成为当前国际上迫切需要解决的问题。世界各国先后通过立法和制定标准来规范各类电子产品电磁辐射剂量，我国也颁布了一些行业性的电磁辐射防护规定。我国加入ＷＴＯ后，凡是不符合ＥＭＣ／ＥＭＩ管制及认证制度的产品，难以在发达国家上市流通。由于电磁屏蔽材料在社会生活、经济建设和国防建设中的重要作用，因而其研发愈发成为人们关注的重要课题〔’“〕。文中论述了屏蔽材料的屏蔽原理和研究现状，并对开发高性能屏蔽材料提出了研发思路。１电磁屏蔽原理 电磁屏蔽，即利用屏蔽体的反射、衰减等使得电磁辐射场源所产生的电磁能流不进入被屏蔽区域。通常，屏蔽材料对空间某点的屏蔽效果用屏蔽效能ＳＥ　（Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，　ｄＢ）表示：ＳＥ二２０１ｇ（Ｅｏ／Ｅ），其中Ｅｏ是无屏蔽材料时该点场强，Ｅ是有屏蔽体后该点场强。ＳＥ小于３０ｄＢ为差；３０一６０ｄＢ为中等，可用于一般工业或商业用电子设备；６０一９０ｄＢ为良好，可用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽；９０ｄＢ以上为优，用于要求苛刻的高精度、高敏感度产品。根据实用需要，对于大多数电子产品的屏蔽材料，在３０一１０００ＭＨｚ频率范围内，其ＳＥ至少达到３５ｄＢ以上，方认为是有效屏蔽。 Ｓ．　Ａ．　Ｓｃｈｅｌｋｕｎｏｆｆ电磁屏蔽理论认为，电磁波传播到屏蔽材料表面时，通常有３种不同机理进行衰减；（１）未被反射而进入屏蔽体的吸收损耗；（２）在入射表面的反射损耗；（３）在屏蔽体内部的多重反射损耗。用公式可表示为，ｂ］：ＳＥ二Ａ＋Ｒ＋收稿日期：２００５－１０－１７基金项目：广东省自然科学基金项目（０５２００５３４）作者简介：赵灵智（１９７７一），男，江西赣州人，广东工业大学博士生，主攻电子信息材料、高性能电磁屏蔽和吸波薄膜材料的 设计与研究。 １包装工程ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ　Ｖｏｌ．　２７　Ｎｏ．　２　２００６．０４Ｂ（见图１）。吸收损耗Ａ＝１．　３１４１恤Ｉａ，）Ｖ２　（ｄＢ）；　Ｒ为电磁波的单次反射衰减，Ｒ＝１６８一１０　Ｉｇ（血．／Ｑ，）　（ｄＢ）（远场平面波）；Ｂ为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗，Ｂ＝２０　Ｉｇ（Ｉ一。－２１／８　）　（ｄＢ）。其中＞Ａ：为材料相对铜的磁导率；，；为材料相对铜的电导率；ｆ为电磁波的频率；‘为材料厚度；Ｓ为趋肤深度ｓ＝（＇ＲＡａｆ）一，／，。人射波过屏蔽层电磁波次反射 图１电磁场屏蔽机理 Ｆｉｇ．　Ｉ　Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄ （１）吸收损耗：吸收损耗是导体材料中的电偶极子或磁偶极子与电磁场作用的结果。由于吸收损耗Ａ发生在屏蔽体内，它与波的类型（电场波戴磁场波）无关，只与屏蔽层的厚度、频率、导电率及导磁率有关。从式中可以看出ｔ　Ｊ，Ａ，・Ｑ；值越大，Ａ值越大。因此具有较大磁导率的镍铁相超导磁合金和镍铁高导磁合金具有良好的吸收电磁波的性能。多层材料叠加可以减小磁畴壁增加磁导率，因此材料越厚Ａ值也就越大。 （２）反射损耗：反射损耗是由于空间阴抗和屏蔽层的固有阻抗之间不匹配而引起的，是导体材料中的带电粒子（自由电子或空穴）与电磁场的相互作用的结果。其大小与ｆ＂　ｒ／Ｏ＇ｒ大小有关，具有越高电导率或越低磁导率的材料，反射损耗越大，所以金、银、铜等金属都是电磁波的良反射体。反射损耗不仅与材料的表面阻抗有关，也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离（Ｄ）有关。对于近场源磁场波：Ｒ＝２０　１ｇ　ｊ　［　１．　１７３恤．／ｖ力’／，／刀］十０．　０５３５Ｄ恤，乍．）’／，＋０．３５４｝；对于近场源电场波：Ｒ＝３６２一２０１ｇ［　Ｄ（ｆｇ，／ｏ．）　ｖ２１。 （３）多重反射损耗：由于透射波通过内部衰减后，又碰到屏蔽层的另一侧，在这个侧面上又进行反射和透射，反射波再次通过内部，如此进行多次的反复反射，使能量迅速衰减。对于高频，当ｔ／Ｓ或Ａ很大时，多重反射消耗趋于０可忽略不计；而对于低频由于ｔ／ｓ或Ａ很小，应考虑多重反射。通常对于Ａ＞ＩＯｄＢ时，多重反射损耗可以忽略。由于电子设备的高精密发展，要求反射回来的电磁波应尽可能少，以免影响设备的正常工作，因此研究高吸收低反射的电磁屏蔽材料是当前研究的重点；可是很难找到一种单一的材料，同时满足Ａ．・。ｒ乘积大而Ｎ－．／ｏ＇；比值小，因此高吸收低反射的电磁屏蔽材料的研究成了电磁屏蔽材料界的难点。２电磁屏蔽材料的国内外研究现状 目前，国外发达国家电磁屏蔽材料发展很快，特别是美国、英国、日本等已经形成生产各种类别和系列规格的屏蔽材料产业，至上世纪８０年代未，美国生产屏蔽材料的公司就已超过２５家，年销售额以每年５０％的增长率增长。国内在电磁屏蔽材料领域相对滞后，开发应用的品种较少，屏蔽性能低，末能形成产品的系列化和产业化。研究较多限于频率１ＧＨｚ以上的屏蔽材料，而ｌＯｋＨｚ一１　ＧＨｚ范围内屏蔽材料的研究起步较晚，仅有少数研究单位进行研究，至今国内使用的高档屏蔽材料主要依靠国外进口。 按电磁屏蔽机制，电磁屏蔽材料分为３种：反射损耗为主，吸收损耗为主，反射损耗和吸收损耗相结合；按屏蔽材料的组成可分为铁磁类、良导体类和复合类；按屏蔽材料制备与存在形态可分为涂敷型和结构复合型。目前主要有以下４种形式屏蔽材料：（１）高分子导电涂料；（２）表面敷层型屏蔽材料；（３）纤维类复合材料；（４）发泡金属类。２．１高分子导电涂料 电磁屏蔽导电涂料按导电机理和组成可以分为本征型和掺合型，属于反射损耗为主或反射与吸收损耗相结合的材料。目前研究较多的是掺合型导电涂料，主要由高分子聚合物、稀释剂、添加剂以及导电性填料组成，即把导电微粒如金属粉末金、银、铜、镍等和非金属粉末碳、石墨、云母片等掺入到高分子聚合物，如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨醋和乙烯基树脂等，并使其具有导电性。掺合型导电机理比较复杂，导电效果和填料种类以及填料在聚合物中的分散程度有关。 高分子导电涂料包括银系、碳系、铜系、镍系等。其中银系导电涂料的导电性好而具有优良的屏蔽性能，是开发和应用较早的品种之一，但由于价格昂贵成本过高，主要应用在某些特殊的领域。Ｃｈｅｎｇ一Ｈｓｉｕｎｇ　Ｐｅｎｇ等［７１在Ａｇ纳米微粒上沉积尖晶石铁酸盐Ｎｉ，．　ｓ　Ｚｎｏ．　ｓ　Ｆｅｚ　Ｏａ，形成了以Ａｇ作为核心以ＮｉＺｎ铁酸盐作为包覆层结构的纳米粒子粉体，把这种纳米粒子粉体填充到树脂聚亚安醋中形成了高频电磁波的吸收体，当频率为９ＧＨｚ时，反射损耗超过了一２５ｄＢｏ　Ｍａｇａｌ尹〕研制的填充了经基铁和铁酸盐粉末的涂料，当频率在８一１６ＧＨｚ，其反射损耗达一４０ｄＢｏ碳系涂料密度小、成本低，但导电性相对较差，屏蔽效果不太理想，一般用作防静电涂层。铜系涂料的电阻率低导电性好，但由于铜的密度较大易下沉，在聚合物基体中分散不好，同时存在抗氧化性能差和填料用量大等问题，其应用在很长一段时期内受到限制。对于镍系导电涂料，目前研究表明：由于镍系涂料的价格适中，氧化问题比铜轻，因而成为当前欧美等国电磁屏蔽用涂料的主流，但镍的电导率较低，其电磁参数（电导率、磁导率、介电常数等）随频率而变化，在低频区和高频区的电磁屏蔽性能不理想，因而在工程应用方面及屏蔽效能、物理性能、环境性能上还有不少问题堕待解决。吴行等１９３采用微米镍粉、氧化锌晶须、Ｓｉｃ，错铁酸铅，　Ｎｉ一Ｚｎ软磁铁氧体作为填料，制备出宽频的高吸收低反射涂料，在ｌＯｋＨｚ－赵灵智等电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状１ＧＨｚ频段ＳＥ达４０ｄＢ。因电磁屏蔽涂料绝大多数均是溶剂型的，它们将对环境会产生有害的影晌，因此电磁屏蔽涂料的水）ｑ化是导电涂料发展的一种必然趋势。 国际市场上有较多知名品牌如Ａｃｈｅｓｏｎ公司的铜包银Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ　ＳＰ０２４和纯银ＳＰ０３１　Ａ等系列导电涂料，在喷涂膜厚很薄（达０．　４ｍｉｌｓ／ｌＯｐ，ｍ）的情况下仍具有极好的导电性。华因科技有限公司对整体复合电磁屏蔽涂料的应用基础和层状复合电磁屏蔽涂料的制备工艺与屏蔽机理进行了一些研究，已成功研制出ＰＢ１５１型和ＰＢ１５２型复合电磁屏蔽涂料。经原电子工业部第四研究所（国家级电磁兼容检测中心）测试，在ｌＯｋＨｚ一１　ＧＨｚ频段，ＰＢ１５１型ＳＥ＞４ＯｄＢ；ＰＢ１５２型ＳＥ＞６０ｄＢ，涂料技术指标达到国外Ｔｅｍｐｅｓｔ技术及我国“军用电磁屏蔽涂料通用规范”对电子设备的屏蔽要求，具有良好的抗电磁波辐射及屏蔽传导干扰的功能。 导电聚苯胺复合材料是一种新型的屏蔽材料，与金属类屏蔽材料相比，具有易加工、质量轻、韧性好、电导率易于调节等优势，厂泛涂覆于各种仪表或显示窗口，通过反射、吸收损耗达到ＥＭＩ屏蔽目的。文献［１０］将乳液聚合法制备的直径约为５一２０ｎｍ的盐酸渗杂聚苯胺（ＰＡＮ・ＨＣ１）和直径为４０一５０ｎｍ的ＤＢＳＡ掺杂的聚苯胺（ＰＡＮ・ＤＢＳＡ）与ＰＶＡ水溶液共混，混合液浇铸成膜，制得了逾渗阂值仅为０．１％的浅绿色、高透明、柔韧性好的导电纳米复合膜。ＰＡＮ含量为２．０％时，ＰＡＮ・ＨＣｌ／ＰＶＡ及ＰＡＮ・ＤＢＳＡ／ＰＶＡ复合膜的电导率分别达到４．４　ｘ　１０一，（Ｓ・ｃｍ一’）和１．２　ｘ　１０－８（Ｓ・ｃｍ一’）。２．２表面敷层型屏蔽材料 通过贴金属箔、化学镀、真空镀、喷涂等方法，对绝缘体表面进行导电化处理而达到屏蔽效果，属于反射损耗为主的屏蔽材料。贴金属箔即把镍箔、铜箔、铝箔、铁箔、不锈钢箔等与塑料薄片、薄板等用粘合剂连在一起，然后再压制成型，工艺较简单，屏蔽效果可达６０一７０ｄＢ。西班牙Ｊ．　Ａ．　Ｐｏｍｐｏｓｏ等〔‘’〕开发出一种以ＰＰｙ混合物为基体的导电热溶性粘合剂（ＩＣＨＭＡｓ），显示很好的ＥＭＩ屏蔽效能，同时又保存着传统粘合剂的优良性能。化学镀和电镀法，主要是将金属Ｎｉ或Ｃｕ等镀覆到材料的表面，屏蔽效果可达６０一１２０ｄＢ，缺点是污染严重，不符合绿色环保。喷涂法是用电弧、火焰喷涂等方式在材料表面制备锌、铝、铜等金属层，厚度约为７０ＮＬｍ，　ＳＥ可达７０ｄＢ，缺点是金属层和基体之间结合不牢易脱落。 真空镀是采用ＰＶＤ技术使金属气化，然后在基材表面形成金属镀层，国内外在这方面的公开交流的资料不多。目前真空镀Ａｌ在３０一１０００ＭＨ：时，ＳＥ可达５０一７０ｄＢ。国内吉林大学张丽芳等〔１２〕研究了磁控溅射法在塑料基片ＨＩＰＳ沉积Ｃｕ／Ｎｉ薄膜的工艺，在１０　－　１０６ｋＨｚ范围内，铜层为１．０一４．　Ｏ［，ｍ时，ＳＥ为８０一ＩＩ０ｄＢ，试验发现薄膜的屏蔽主要取决于反射衰减，吸收衰减很小，并认为多的反射面数可以获得高屏蔽效果。美国Ｅ．　Ｓａｖｒｕｎ等人〔１３］用溅射的方法在ＺｎＳ上沉积一层ＷＳｉ２／０．　７　ｐｍ的薄膜，在４００ＭＨｚ一１８　ＧＨｚ的屏蔽性能效果良好，其中在２ＧＨｚ屏蔽效能可达５３ｄＢｏ　２００（〕年中科院李秀荣等〔１４］采用阴极磁控溅射法在普通厚玻漓上制备用于高频电磁屏蔽的ＩＴＯ透明导电膜，研究了膜层的结晶程度和晶粒大小对膜层ｉｔ能的影响，结果表明方块电阻在５一４００／口范围内，在８－１８ＧＨｚ高频范围内电磁波的反射率达８８．５％，２．３纤维类复合材料２．３．１复合导电纤维 复合导电纤维是利用化学镀、真空镀、聚合或电桨等方式，使金属附着在纤维表面上形成金属化纤维，或在纤维内部掺入金属微粒物质，再经过熔融抽成导电性或导磁性纤维。常用的纤维有银纤维、铜纤维、碳纤维、铁纤维、不锈钢纤维及镀金属玻璃纤维等。文献［巧〕详细阐述了碳纤维的性能特点以及在增强塑料中作为填充材料型、结构材料型、复合材料型３种应用形式的主要研究内容，比如在碳纤维表面包覆金属Ａｕ，　Ａｇ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｚｎ，或镀覆Ｓｉｃ，沉积石墨颗粒等。台湾ＣＨＩ一ＹＵＡＮＨＵＡＮＧ等人［１６－１９〕制备了化学镀镍的碳纤维／ＡＢＳ复合材料和碳纤维／ＡＢＳ化合物，研究了微观结构对其物理性能的影响，在３０一１０００ＭＨｚ时ＳＥ最高达４７ｄＢ；研究了热处理对化学镀沉积Ｎｉ一Ｐ碳纤维／ＡＢＳ化合物的电磁屏蔽性能影响规律，在６００℃时电阻率达到最小。文献［２叼研究了用粘接与化学镀制备铜、镍覆盖碳纤维复合ＡＢＳ的屏蔽效果，表明化学镀铜、镍的碳纤维／ＡＢＳ复合材料中，由于纤维的分散性以及镀层和纤维的良好结合性而显示出优异的屏蔽效果。日本推出的铁纤维与尼龙６，聚丙烯、聚碳酸醋等树脂混合而制成的屏蔽塑料，其中ＦＥ一１２５，ＦＥ一１２５ＭＣ，ＦＥ一１２５　ＨＰ三个品种的铁纤维填充率为２０％一２７％（体积），其ＳＥ可达６０一８０ｄＢ［２１］韩国Ｈ．　Ｋ．　Ｋｉｍ等人〔２２－２３］通过化学和电化学的方法，在ＰＥＴ上聚合一层本征型导电聚合体（ＩＣＰ），表明：ＩＣＰ／ＰＥＴ复合材料有很高的电导率，电阴率低达０．　３Ｓ２・ｃｍ，宽频（５０ＭＨｚ一１．５ＧＨｚ）　ＳＥ达３５ｄＢ。他们还用化学方法在ＰＥＴ织物上聚合了ＰＰｙ，形成电阻率低达０．　２ＳＺ・ｃｍ的ＰＥＴ／ＰＰｙ化合物，在相同频率范围ＳＥ达３６ｄＢ，而且作者认为ＰＥＴ／　ＰＰｙ不仅是高性能电磁屏蔽材料，而且还是很好的吸波材料。美国Ｃｈｈｉｕ一ＴｓｕＬｉｎ等〔２ａ］用ＤＡＡＳ水溶液沉积技术在石英管和更难熔的陶瓷纤维上沉积一层Ｌａｏ．　８３　Ｓｒｏ．　ｎ　Ｍｎ０３薄膜（约０．　１　ＶＬＭ　），探讨了外界环境对薄膜的林和『的影响规律，以及晶体结构、薄膜形态、电阻系数、磁化、辐射吸收和反射等对薄膜性能的影响规律，其标准的电场衰减效能相当于２５ｐｍ厚的铜管、铝箔和Ａｇ一Ｎｉ微粒弥散分布的屏蔽纸，在ｌＯｋＨｚ时ＳＥ达３５ｄＢ，在６０Ｈｚ（戴＞１　ＭＨｚ）时达１５ｄＢｏ２．３．２金属化织物 金属化织物是利用金属纤维与纺织纤维相互包覆，或在一般纺织品表面上镀覆金属物质以制造金属化织物，具有金属光泽、导电、电磁屏蔽等功能，同时又保持纺织品原有的柔软性、耐弯曲、耐折叠等特性，属于反射损耗或反射与吸收损耗相结合的材料。主要有碳纤维与普通纤维混纺织物、金属纤维无纺 ３

皖西学院本科毕业论文（设计）

第1页 电磁波屏蔽原理和屏蔽材料

作 者：陈亚庆

指导老师：魏相飞

摘要：电磁波对人类文明与社会发展具有重要的意义。电磁波作为信息的载体应用于通信、广播、电视，作为探求未知物质世界的手段用于雷达、导航、遥感遥测等。随着科学技术的发展，越来越多的电磁波的应用被发现。但电磁波在造福人类的同时也给环境带来污染。本课题要求通过广泛的调研，了解电磁波的传播原理，屏蔽原理以及相关的屏蔽材料。

关键字：电磁波；电磁波屏蔽；电磁波屏蔽材料。

The Electromagnetic Shielding Principle And Shielding Material

Abstract：The electromagnetic wave to the human civilization and social development has the vital significance.

Electromagnetic wave as the carrier of application information in communication, broadcast, television, by

exploring the unknown material world means used in radar, navigation, remote sensing etc. With the development

of science and technology, more and more application of electromagnetic waves was found. But the

electromagnetic wave in the benefit of mankind but also pollute the environment. This topic through extensive