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《屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料的研究磁屏蔽材料的综述及研究论文,主要是结构型高分子导电材料(例如,聚乙炔,聚吡咯,聚苯胺等)及填充型复合材料(例如,金属纤维,碳纤维填充的高分子材料)[1～5]。虽然,涂铭旌等[6]曾文章编号:100129731(2002)0520492203屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料的研究X吴瑞雯1,林 云2,林展如3,干久志3(1.深圳市康源有机磁业有限公司,广东深圳518026;2.四川大学材料科学与工程学院,四川成都610065;3.四川师范大学化学系,四川成都610066)摘 要
2、: 与铁氧化比较,二茂铁高分子磁性材料(OPM)在1000MHz以下,其频率2磁导率(f2μ′)及温度2磁导率(T2μ′)变化不大.研究了金属纤维及碳纤维填充的OPM复合材料及其配位金属(Cu、Co、Ni)类型、屏蔽形式对屏蔽效果(SE)的影响。关键词: 高分子磁性材料;电磁屏蔽;应用中图分类号: TN011;TB324 文献标识码:A1 引 言随着电子信息产业的高速发展,电子产品的普及和电子设备壳体材料朝以塑料代替金属的方向发展,产生了电子设备一方面对周围的电磁干扰十分敏感,另一方面它向周围环境发出新
3、的电磁干扰(EMI),影响其它电子系统的正常运作,这种由电磁波形成的不为人们所觉察的“电子雾”对长期处于电磁波辐射下的工作者造成严重的健康损害。迄今为止,已有许多报道电本文首次报道,以我们多年来研制成功的二茂铁型高分子磁性材料[7]为基料,分别与铜纤维,不锈钢纤维和碳纤维复合,以探索在10～1000MHz频段下,有良好SE的新型电磁屏蔽复合材料及其应用前景。2 实 验按作者发明专利[7]以二茂铁为原料经多步反应合成二茂铁高分子母体(无磁性),再与过渡金属(Cu、Co、Ni)离子配位,经特殊处理成比重1.05,
4、平均粒度0.8～1.1μm的二茂铁型高分子磁性材料(OPM),并在150～160℃的双辊机上与导电填充物(金属纤维或碳纤维)及适量的聚乙烯充分混炼后,热压成测试样品,用HP4291B测试样品的f2μ′2μ″关系。不锈钢纤维(径向比160)及铜纤维(径向比150)由四川省特种磁体开发应用中心提供,磁纤维由吉林碳素厂提供,规格为聚丙烯晴基(PAN基)T300报道聚乙烯2Ni粉PNiZn铁氧体及纳米Fe3O4等软磁材料的屏蔽功能,却极少有人报道材料的磁性对屏蔽效果的影响,更未见报道二茂铁型高分子磁性材料屏蔽性能的研
5、究。根据Schelkunoff电磁屏蔽原理、屏蔽效果(SE)可用下式表示SE=R+A+B(1) 式中R为电磁波的反射损耗,A为电磁波的吸收损耗,B为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗,当A>15dB时,B可忽略,故式(1)可表达为SE=R+A(2)R=168-10log(μr·αr)(3)fPA=1.31tf·αr·μr(4)μr为屏蔽材料的相对磁导率;αr为屏蔽材料的相对导电率,f为电磁波的频率(Hz);t为屏蔽材料的厚度(cm)。由此可见,材料的屏蔽效果(SE)与其导电率、磁导率、材料的厚度及入射的电磁
6、波频率密切相关。若材料为良导体,αr大则R值大,即在高频电磁场的屏蔽效果主要取决于表面的反射损耗,而对高磁导率材料(例如,Fe,Fe2Al合金等),材料的衰减主要由吸收衰减值A决定,因此,低频屏蔽须有良好的导电率及磁导率,且材料有足够的厚度。-型,密度(1.60gPcm3)直径6μm,体积电阻1.8×103Ω·cm屏蔽性能按SJ20524标准,用屏蔽效能同轴设备测试。3 结果与分析3.1 OPM的f2μ′与T2μ′关系研究表明,(OPM)在1000MHz以下,其磁导率(μ′)随频率(f)的变化甚小[8～10]
7、,这与NiZn等铁氧体材料的f2μ′曲线呈波浪型成明显的对照(图1),另外OPM在相当广泛的温度范围(1.5～450K)内μ′基本不随温度而变化(图2),因此,用OPM制作的电子器件无需进行电容或温度补偿,这对环境变化十分敏感的军工产品有重要的应用。图1 OPM与NiZn铁氧体的μ′与f关系Fig1Dependenceofμ′onfofOPMandNiZnferrite3.2 OPM复合材料的屏蔽效果通常,OPM的体积电阻为1012Ω·cm,与导电性金属纤维或碳纤维共混改性后制成良好屏蔽效果的OPM复合材料,
8、其体积电阻(ρ)与屏蔽效果(SE)如表1所示。X基金项目:国家自然科学基金重点资助项目(20134020201);四川省科委应用基础研究项目(川科委计[1999]9)收稿日期:2001212216《功能材料》2002,33(5).1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cn
