电磁屏蔽以及屏蔽材料的研究 ppt课件
- 格式:ppt
- 大小:265.50 KB
- 文档页数:15
电磁屏蔽的基本概念和原理(一)电磁屏蔽的基本概念和原理1. 电磁屏蔽是什么?电磁屏蔽是指利用物理或电子技术,以降低或消除电磁波辐射对设备或环境的干扰或损害的一种方法。
通过采用适当的材料或结构,电磁屏蔽可以将电磁波的能量吸收或反射,从而达到屏蔽的效果。
2. 电磁波的基本概念•电磁波是由电场和磁场交替变化所产生的一种波动现象。
•电磁波具有一定的频率和波长,广泛存在于我们的生活中,如无线电波、微波、可见光、X射线等。
3. 电磁波的传播特性•电磁波具有辐射性和穿透性,可以在空气和真空中传播,也可以穿透一些材料。
•电磁波会通过与之相互作用的物体产生反射、折射、散射等现象,从而影响设备的正常工作。
4. 电磁屏蔽的原理电磁屏蔽主要依赖于两个原理:吸收和反射。
4.1 吸收原理•电磁屏蔽材料可以通过吸收电磁波的能量来实现屏蔽作用。
•一些特殊的材料,如铁、镍、铜等,对电磁波的能量具有较好的吸收能力。
•这些材料在电磁波作用下产生涡流和电荷运动,从而将电磁波的能量转化为热能。
4.2 反射原理•电磁屏蔽材料可以通过反射电磁波的能量来实现屏蔽作用。
•一些金属材料,如铝、钢铁等,对电磁波具有较好的反射能力。
•这些材料可以将电磁波的能量反射回源头,从而减少对其他设备或环境的干扰。
5. 电磁屏蔽的应用电磁屏蔽广泛应用于各个领域,包括通信、电子设备、军事、医疗等。
•在通信领域,电磁屏蔽可以避免无线电波的相互干扰,保证通信的质量和可靠性。
•在电子设备中,电磁屏蔽可以避免电磁波对电子元件的损坏或干扰,提高设备的性能和寿命。
•在军事领域,电磁屏蔽具有重要的战术和战略意义,可以保护敏感设备和通信的安全。
•在医疗领域,电磁屏蔽可以避免医疗设备对患者产生干扰或损害,确保医疗的安全和准确性。
6. 总结电磁屏蔽作为一种重要的技术手段,可以有效降低电磁辐射对设备和环境的干扰或损害。
通过吸收和反射原理,电磁屏蔽材料能够将电磁波的能量转化为其他形式,从而实现屏蔽的效果。
磁屏蔽现象探究磁屏蔽现象是指在某些材料中,当外部磁场作用于其表面时,能够抑制磁场的穿透和扩散,从而形成局部或全面的磁屏蔽效果。
这种现象在许多领域都有重要的应用,例如电子设备、电磁屏蔽材料等。
磁屏蔽现象的原理是由材料的磁导率决定的。
磁导率是材料对磁场的响应能力,可以分为两种情况:磁导率大于1的材料被称为磁性材料,磁导率小于1的材料被称为非磁性材料。
对于磁性材料,它们具有自己的磁性,当外部磁场作用于其表面时,磁性材料会发生磁化,形成一个与外部磁场相反的磁场,从而抵消外部磁场的作用。
这种磁化过程是由材料内部的微观磁性结构决定的,例如铁磁材料中的磁畴。
对于非磁性材料,它们不具有自己的磁性,但当外部磁场作用于其表面时,非磁性材料中的电荷会发生移动,从而形成一个与外部磁场相反的磁场,从而抵消外部磁场的作用。
这种移动的电荷是由材料中的自由电子或离子导致的。
根据磁屏蔽现象的原理,可以采取一些方法来增强磁屏蔽效果。
一种常用的方法是通过叠加多层磁性材料或非磁性材料来构建磁屏蔽结构。
另一种方法是通过改变材料的形状和结构来优化磁屏蔽效果。
例如,在电子设备中,可以采用多层金属屏蔽壳来抵消外部磁场的干扰。
磁屏蔽现象在电子设备中的应用非常广泛。
由于电子设备中的电子元器件对磁场非常敏感,外部磁场的干扰会导致设备性能下降甚至失效。
因此,必须采取措施来屏蔽外部磁场。
电子设备中常用的磁屏蔽材料包括铁磁材料、铜和铝等导电材料。
这些材料具有较高的磁导率,能够有效地屏蔽外部磁场。
除了电子设备,磁屏蔽现象还在其他领域有广泛的应用。
例如,在医学影像中,为了减少外部磁场对图像质量的影响,常常采用磁屏蔽设备来保护磁共振成像设备。
在航空航天领域,为了保护航天器免受地球磁场的干扰,常常使用磁屏蔽材料来构建磁屏蔽舱。
磁屏蔽现象是一种重要的物理现象,其原理和应用都具有一定的复杂性。
通过研究和应用磁屏蔽现象,可以有效地抵消外部磁场的干扰,保护电子设备和其他敏感设备的正常工作。
电磁屏蔽材料电磁屏蔽材料是一种具有抑制电磁辐射的性能材料,可以有效地隔离电磁波,保护周围设备免受电磁干扰。
电磁辐射是现代社会普遍存在的问题,对人体健康和电子设备的正常运行都会产生不可忽视的影响。
因此,开发出高效的电磁屏蔽材料对于保护人体健康和设备安全具有重要意义。
电磁屏蔽材料的主要功能就是通过反射、吸收和导波三种方式抑制电磁辐射。
反射是指当电磁波达到该材料表面时,部分电磁波会被反射回去,减少电磁波进一步传播的能量。
吸收是指通过材料自身的特性,将电磁波能量转化为其他形式的能量而吸收掉,使得电磁波不能继续传播。
导波是指当电磁波进入材料后,被导波材料引导,将能量在材料内部传输,减少电磁辐射对外部环境的影响。
常见的电磁屏蔽材料有金属屏蔽材料、金属复合屏蔽材料和导电聚合物屏蔽材料等。
金属屏蔽材料是由纯金属制成的,例如铝、铜、锡等。
金属具有良好的导电性能,可以将电磁波转化为热能或电能而吸收。
金属复合屏蔽材料是由金属和非金属的复合材料制成,比如金属纤维混合材料、金属表面涂覆材料等。
金属复合材料不仅具有金属的导电性能,还具有非金属的其他特性,如轻质、柔软等。
导电聚合物屏蔽材料是一种特殊的聚合物材料,其中含有导电性能较好的填料,如碳纳米管、铜粉等。
导电聚合物材料能够有效吸收电磁波,将其能量转化为其他形式的能量。
电磁屏蔽材料的应用范围非常广泛,主要用于电子设备、通信设备、军事设备以及医疗设备等领域。
电子设备中的芯片、电路板等元件都需要进行电磁屏蔽,以确保其正常的工作。
通信设备中的天线、收发器等也需要使用电磁屏蔽材料进行隔离,以提高通信质量。
军事设备则更加需要电磁屏蔽材料,以保护其对敌方指令的保密性和抗干扰能力。
医疗设备中的X光机、核磁共振仪等对电磁干扰非常敏感,因此需要使用电磁屏蔽材料进行保护。
总之,电磁屏蔽材料的研发和应用对于保护人体健康和设备安全具有重要意义。
随着科技的不断进步,电磁辐射问题也日益凸显,因此对于电磁屏蔽材料的研究和开发具有重要的现实意义和市场需求。
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。
电磁屏蔽的原理
电磁屏蔽是一种减少或阻挡电磁波传播的技术。
其原理主要是利用导电性材料的导电性能和绝缘性材料的绝缘性能,以及电磁波的反射、吸收和衰减特性。
电磁波的传播是以电场和磁场的变化传递的。
当电磁波遇到导电材料时,会发生电磁波吸收和反射。
导电材料可以吸收电磁波的能量,并将其转化为热能,从而减少电磁波的传播。
此外,导电材料表面的自由电子会对电磁波产生反射作用,将电磁波反射回去,减少其传播。
绝缘材料内部存在弱的电流漏泄现象,这使得绝缘材料具有抑制电磁辐射的能力。
当电磁波遇到绝缘材料时,电荷在材料中移动的过程中会发生电荷和电场的重分布,从而使电磁波能量被损耗和分散,降低电磁波的穿透性。
为了提高电磁屏蔽的效果,可以采取多种手段,如增加导电材料的厚度、使用多层屏蔽结构、在导电材料之间加入绝缘层等。
这些手段能够增加电磁波与导电材料的相互作用,提高屏蔽效果。
总的来说,电磁屏蔽的原理是通过导电材料和绝缘材料相结合,利用反射、吸收和分散等特性来减少电磁波的传播和辐射,达到屏蔽电磁波的目的。
电磁波屏蔽材料电磁波屏蔽材料是一种能够阻挡或减弱电磁波的材料。
随着无线通信技术的快速发展,人们对电磁波辐射的关注度日益增加。
电磁波的辐射不仅对人体健康有潜在危害,还可能对电子设备的正常运行造成干扰。
因此,开发电磁波屏蔽材料成为解决这一问题的重要途径之一。
电磁波屏蔽材料的种类繁多,常用的主要分为金属屏蔽材料和非金属屏蔽材料两大类。
金属屏蔽材料是一类由金属吸波材料制成的具有较好的屏蔽效果的产品,主要包括金属网、金属板、金属柱等。
金属屏蔽材料能够有效地对电磁波进行吸收和反射,从而达到屏蔽的目的。
金属屏蔽材料具有优良的电磁屏蔽性能、广泛的工作频率范围、良好的机械强度和耐腐蚀性能等特点,广泛应用于电子设备、通信设备、航空航天等领域。
非金属屏蔽材料主要指具有特殊结构的高分子复合材料,如碳纤维、芳纶纤维、含金属纳米粒子的高分子材料等。
这类材料具有较好的柔韧性、轻质高强度、耐磨、耐腐蚀以及良好的机械性能。
非金属屏蔽材料可以通过对电磁波的吸收、散射等机理来实现屏蔽效果。
与金属屏蔽材料相比,非金属屏蔽材料的优势在于重量轻、易加工、使用方便,特别适合应用在移动设备、建筑物、航天器等对重量和体积有要求的场景中。
虽然目前已经有了各种种类的电磁波屏蔽材料,但是仍然存在着一些挑战。
首先,电磁波屏蔽材料的制备成本较高,限制了其在大规模应用中的推广和应用。
其次,不同材料对不同频率的电磁波有不同的屏蔽效果,因此需要根据具体应用场景选择合适的材料。
此外,电磁波在质量、性能、环境友好性等方面还有待进一步研究和改进。
总之,电磁波屏蔽材料在现代社会中具有重要的应用价值。
随着人们对电磁波辐射的关注增加,电磁波屏蔽材料的研发和改进将为人类提供更加清洁、健康的通信环境。
电磁屏蔽材料电磁屏蔽材料是一种能够有效隔绝电磁波的材料,广泛应用于电子设备、通讯设备、航空航天等领域。
它能够有效地阻挡电磁波的传播,保护设备免受外界电磁干扰的影响,同时也能够防止设备辐射出的电磁波对周围环境和人体造成危害。
本文将对电磁屏蔽材料的种类、特性及应用进行介绍。
电磁屏蔽材料主要分为金属屏蔽材料和非金属屏蔽材料两大类。
金属屏蔽材料主要包括铜箔、铝箔、镍铁合金等,这些材料具有良好的导电性能和电磁波反射性能,能够有效地屏蔽电磁波的传播。
非金属屏蔽材料则包括导电涂料、导电纤维布、石墨等,这些材料虽然导电性能不及金属材料,但在柔性、轻便、易加工等方面具有优势,适用于一些特殊场合的电磁屏蔽需求。
电磁屏蔽材料的特性主要包括屏蔽效能、耐腐蚀性、机械性能等。
屏蔽效能是衡量电磁屏蔽材料性能的关键指标,它取决于材料的导电性能、厚度、结构等因素。
耐腐蚀性是指材料在恶劣环境下的抗腐蚀能力,特别是在航空航天等领域,对材料的耐腐蚀性要求非常高。
机械性能包括材料的强度、韧性、可加工性等,这些性能直接影响着材料的使用寿命和加工成型的难易程度。
电磁屏蔽材料广泛应用于电子设备、通讯设备、航空航天等领域。
在电子设备中,电磁屏蔽材料能够有效地隔离设备内部的电磁干扰,保证设备的正常工作;在通讯设备中,电磁屏蔽材料能够防止设备之间的电磁干扰,保证通讯质量;在航空航天领域,电磁屏蔽材料能够保护飞行器内部设备免受外界电磁辐射的影响,确保飞行安全。
总的来说,电磁屏蔽材料在现代科技领域起着至关重要的作用。
随着科技的不断发展,对电磁屏蔽材料的性能和应用需求也在不断提高,相信在未来的发展中,电磁屏蔽材料将会有更广泛的应用和更优越的性能表现。
电磁屏蔽材料 (shielding materials)导电泡棉 (Conductive gasket)导电泡棉(Conductive gasket)-导电布屏蔽衬垫是由高弹性的聚氨酯发泡海绵外裹金属化导电纤维布制成的,具有重量轻、柔性好、抗压缩疲劳性能优、导电性能高等特点,是各类导电衬垫中达到一定屏蔽效能所需压力最小的一类衬垫。
由于安装方便(可采用槽嵌入、胶粘等方式),所需变形压力小,因而导电布屏蔽衬垫尤其适用于刚度较低且具有较大缝隙以及结合面不太平整的机柜、机箱的缝隙电磁泄漏抑制,被广泛用于从便携式电子设备、服务器、计算机外设到大型通信设备等各类电子设备。
导电泡棉对电镀表面以及涂漆表面具有相当好的耐磨性, 而且它们能够和许多金属表面保持电镀兼容。
导电泡棉都是经过严格测试的产品,它们完全能够满足UL 94-VO 以及 HB 产品认证要求。
导电布屏蔽衬垫的优点:1、在使用频率20MHz-10GHz 时,屏蔽效能> 100dB2、表面电阻率低,<0.07欧姆/平方,使得织物导电性能优良3、耐磨性好,频繁使用不影响实际屏蔽功能4、可以在相对宽的温度范围内正常工作(-35℃到75℃)5、阻燃性好,通过UL 认证可达UL94 VO 或UL94 HB6、通过选用适当的镀层织物,可以较大范围确保底材间的电化学兼容性7、优良的设计,可以提供给客户最佳的装配选择方案导电泡棉分类及应用:导电泡棉可分普通导电泡棉,镀镍铜导电泡棉,镀金导电泡棉、镀碳导电泡棉,镀锡导电泡棉,导电铝箔泡棉,导电铜箔泡棉,全方位导电泡棉,SMT 导电泡棉,I/O 导电泡棉衬垫等,广泛应用于等离子电视,液晶显示器、液晶电视、手机、Laptop PC 、Desktop PC 、PDA 、MP4、通讯机柜、医疗仪器等电子产品以及军工、航天领域。
导电泡棉形状如下:导电橡胶(Conductive Elastomers)导电橡胶(Conductive Elastomers)是由高性能硅橡胶和铜镀银、铝镀银、玻璃镀银、石墨镀镍颗粒等填料构成,形成低体电阻,具有良好压缩回弹性能的导电橡胶。
电磁屏蔽技术及其研究摘要:从材料角度剖析屏蔽理论,介绍了从电场屏蔽、磁场屏蔽到电磁场屏蔽的原理以及新型屏蔽材料的研究进展,总结了一些常用屏蔽材料和新型屏蔽材料的特性。
关键词:电场屏蔽;磁场屏蔽;交变磁场;屏蔽体目前高频、高压、大电流、大功率治疗设备在医学临床实践中屡见不鲜,众所周知,医学临床环境中不允许存在不符合国家EMI标准的辐射源,这不仅仅考虑到可能存在的电磁辐射干扰,而且长时间的暴露于高功率的辐射源中亦会对人身体造成损伤。
因此,增强抗干扰能力,抑制可能存在的电磁辐射已是对工作环境敏感的各种现代自动化设备应用时所应考虑的最基本问题。
本文试从屏蔽的原理出发,对电场、磁场及电磁场的屏蔽技术进行介绍。
1屏蔽原理屏蔽是利用屏蔽体(具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁干扰能量的传输通道,从而抑制电磁干扰。
屏蔽有两个目的:限制内部辐射的电磁能量泄漏;防止外来的辐射干扰进入。
因屏蔽体对来自外部的电磁干扰波及内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电场,可以抵消部分干扰电磁波)的作用,因此它具有减弱干扰的功能。
根据屏蔽的工作原理可将屏蔽分为以下3大类:电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁场屏蔽。
1.1电场屏蔽当干扰源产生的干扰是以电压形式出现时,干扰源与电子设备之间就存在容性电场耦合,可将其视为分布电容间的耦合。
为消除或抑制这种干扰,要进行电场屏蔽。
其设计应遵从的原则是:1)屏蔽体要尽量靠近受保护物,而且屏蔽体的接地必须良好;2)屏蔽效果的好坏与屏蔽体的形状有着最直接的关系。
屏蔽体如果能够做成全封闭的金属盒最好,但在工程实践中还需要根据实际情况而定;3)屏蔽体的材料要以良导体为好,对厚度没有严格的要求,只要有足够的强度即可。
在实际应用中,又把电场按静电场和交变电场分开处理。
静电场现实中并不多见,其屏蔽手段多采取金属屏蔽体接地的做法,而交变电场屏蔽可在干扰源和敏感电路之间设置导电性能好的金属屏蔽体,并将金属屏蔽体接地,目的就是为了降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压。
摘要:随着电子产品的广泛应用以及电磁环境污染的加重,对其电磁兼容性设计的要求也越来越高,作为电磁兼容设计的主要技术一屏蔽技术的研究也就越显得重要了。
从电磁屏蔽技术原理出发,讨论了屏蔽体结构、屏蔽技术分类、屏蔽材料的选择以及所要遵循的原则,在电子设备实施具体的电磁屏蔽时提供了重要的依据。
关键词:电磁屏蔽;屏蔽材料;屏蔽原则从屏蔽技术而言,电场屏蔽技术与磁场屏蔽技术,既有许多相同的技术手段,又有其本质的不同屏蔽技术。
因此,若要对电子产品进行有效的电磁屏蔽,就必须对电场屏蔽、磁场屏蔽进行分类分析,这样对电子设备(系统)的电磁兼容设计也就越显得十分重要。
1 屏蔽分类屏蔽是利用屏蔽体(具有特定性能的材料)阻止或衰减电磁骚扰能量的传输,是抑制电磁干扰的重要手段之一 J。
屏蔽有两个目的:限制内部辐射的电磁能量泄漏;防止外来的辐射干扰进入。
根据屏蔽的工作原理可将屏蔽分为以下三大类。
1.1 电场屏蔽电场屏蔽主要是为了防止电子元器件或设备间的电容耦合,它采用金属屏蔽层包封电子元器件或设备,其屏蔽体采用良导体制作并有良好的接地,这样就把电场终止于导体表面,并通过地线中和导体表面上的感应电荷,从而防止由静电耦合产生的相互干扰。
电场屏蔽使金属导体内的仪器不受外部影响,也不会对外部电场产生影响,主要是为了消除回路之间由于分布电容耦合而产生的干扰,静电屏蔽只能消除电容耦合,防止静电感应,屏蔽必须合理地接地。
在实际应用中,屏蔽措施经常科学地与接地相互结合才能更好地发挥作用。
1.2 磁场屏蔽磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。
磁场屏蔽是把磁力线封闭在屏蔽体内,从而阻挡内部磁场向外扩散或外界磁场干扰进入,为屏蔽体内外的磁场提供低磁阻的通路来分流磁场。
屏蔽体是用高导磁率材料,有效防止低频磁场的干扰。
其屏蔽效能主要取决于屏蔽材料的导磁系数,材料的磁导率愈高,磁阻愈小,屏蔽效果就愈显著。
磁场屏蔽又分为低频磁屏蔽和射频磁屏蔽。