电磁(EM)屏蔽创建一个屏障,防止干扰强烈的新兴领域,可能是有害的对敏感电子设备和活着的生物。本文专注于高性能电磁屏蔽材料的发展和防止电磁干扰的方法。亚博网站下载
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近年来,电磁辐射被认为是消费电子产品的日益增长的安全问题,生物系统,信息技术,防御系统等等。现代电子和电气设备电磁污染被认为是对人体健康有害的(头痛和睡眠障碍)。app亚博体育
电磁干扰也可以恶化的耐用性和正确操作电子设备用于通讯设备,家用电器,汽车和航空航天电子电路。app亚博体育因此,电磁干扰和污染已经成为一个重要的问题在世界范围内,电磁屏蔽材料和缓解策略发挥着至关重要的作用。亚博网站下载
电磁干扰是如何影响环境?
可以自然产生的电磁干扰源(闪电、极光、宇宙射线和太阳耀斑)或人工(电信网络、电台广播、输电线路、测量和控制设备)。电磁干扰信号的传播可以通过四种途径发生。
传导电磁干扰、杂散电磁场穿过导电介质,如接地连接电源或信号供给线。辐射电磁干扰传播通过开放空间时,会发出电磁波干扰来源,无意中传播到邻近的设备。在这种情况下,导体,如电缆和电路板的痕迹,可以作为天线发送和接收电磁波干扰。
导体之间的电容电磁干扰发生近距离(距离与电磁辐射波长)。这样微小的分离产生寄生电容,它变成了一个传递杂散信号通路。同样,磁场电磁干扰发生在距离小,振荡电磁场可以创建杂散电流通过电磁感应在另一个导体。
为什么电磁屏蔽是必要的吗
流浪的电磁信号越来越多的电气和电子设备在日常生活中我们使用产生相当大的电磁污染。这些干扰信号可以降低操作甚至损坏其他周边设备或可以对生物体造成伤害,除非适当的电磁屏蔽。电磁屏蔽的目的是孤立的电磁发射装置,减少对环境的影响,与此同时,阻止不必要的外部干扰。
电子数据处理和通信使用的增加,加上电力传输和分配系统所产生的干扰和自然现象,促使国际组织,如国际无线电干扰特别委员会,国际标准化组织开发电磁兼容性标准以确保大多数电子设备正确操作在电磁环境中没有生成其它设备或传输电磁能量。app亚博体育
电磁屏蔽的策略
EMI屏蔽的方法,使用与接地和过滤,实现设备的电磁兼容性。该方法涉及创建一个适当形状的外壳,合适的材料制成的,可以转移的传播路径不受欢迎的电磁辐射设备进入或流出。app亚博体育
屏蔽外壳能吸收和/或使用导电或铁磁材料反映了电磁辐射。亚博网站下载例如,一个块导电材料的电气组件的电磁场,而高导磁率的材料块磁组件。在这两种情况下,这将导致衰减的电磁场。
反射的电磁干扰
反射是首选行业中使用的电磁屏蔽机理。实现电磁干扰反射,外壳必须是导电的材料(或包含移动运营商收取),这样的电磁波可以在导电与移动运营商收取的盾牌。这种交互创建一个反对新兴市场领域,抵消外部字段。在这种情况下,高导电材料提供更好的保护。亚博网站下载
值得注意的是,一个开放的屏蔽外壳的波长大于外部的电磁场会妥协其屏蔽特性。这特别适用于高频振荡电磁场屏蔽的地方需要补充与过滤设备达到良好的电磁兼容性。
吸收的电磁干扰
吸收外部的电磁场,外壳材料必须具有高介电常数、高磁导率(或包含电和磁偶极子)。在一个外部的电磁场的存在,这样的材料转移磁力线穿过材料而不是屏蔽外壳内部的体积。然而,这样的材料是低效率在反亚博网站下载映电磁辐射不导电。
高频振动的吸收通过涡流电磁场发生,它创建一个外部一个相反的磁场,因此取消。
亚博网站下载材料电磁屏蔽
金属的主要材料是廉价和高效的电磁屏蔽。它们的属性如电导率、磁导率、机械强度、延性使他们适合结构屏蔽材料的应用。亚博网站下载低碳钢铁素体不锈钢,连同Fe-Ni高导磁合金等合金,坡莫合金,超透磁合金通常用于磁屏蔽。
可以减少金属磁带和衬托,形状,并形成适合任何设备添加了最小重量,使他们理想的电磁屏蔽解决方案。
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发展的内在导电聚合物,如聚苯胺和聚吡咯,在过去的几十年里提供了一个轻量级替代金属与更好的加工性能。这些聚合物的导电性质可以通过掺杂改性或将金属纳米颗粒和碳纳米管。yabo214这种屏蔽复合材料广泛应用于航空航天应用。亚博网站下载
硅酮橡胶和泡沫是柔性导电材料,可以结合对电磁屏蔽导电填料(Ni或石墨)的应用程序。亚博网站下载这种材料耐亚博网站下载阳光和水,可以容忍宽的温度范围内,这使得他们理想的屏蔽极端环境的解决方案。
尼龙或polyester-based纺织品交织与细金属线提供有效的屏蔽在各种应用程序中,如电磁屏蔽垫片和密封。
低维的纳米材料,如碳同素异形体(剥落石墨亚博网站下载、石墨烯、碳纤维和碳纳米管)和MXenes(过渡金属碳化物、氮化物、碳氮化物)通常嵌在聚合物、陶瓷和金属创建刚性或半柔性的材料,特别适合于高频屏蔽应用程序,因为小粒径纳米材料的特征。
目前,导电聚合物的结合和新颖的纳米材料是一种最具吸引力的未来电磁屏蔽方法应用由于其低体重、耐腐蚀、简单加工、和商业可行性。亚博网站下载
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引用和进一步阅读
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