电磁屏蔽与吸波材料的研究进展

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1、电磁屏蔽与吸波材料的研究进展摘要：阐述了研究电磁屏蔽材料和吸波材料的重要性，分析了电磁屏蔽与吸波材料的工作原理，综述了电磁屏蔽材料与吸波材料W内外研究进展与应用。关键词：电磁屏蔽材料、吸波材料1引言随着科学技术和电子工业的发展，各种电子设备应用的円益增多，电磁波辐射已经成为一种新的社会公害。电磁波辐射造成的电磁干扰不仅会影响各种电子设备的正常运转，而且对身体健康也有危害。特别是塑料制品对传统金属材料的替代，电磁屝蔽技术就显得尤为重要了。据估计，全世界电子电气设备由于电磁干扰发生故障，每年造成的经济损失高达儿亿美元。科学研究证实,人长期处于电磁波辐射环境

2、屮将严重损害身心健谈。口前广播电视发射塔的强电磁波辐射，城市电工、医疗射频设备附近的电磁辐射污染,移动电话的电磁波辐射等已经引起人们的广泛关注。因此,世界上一些发达国家先后制定了电磁辐射的标准和规定,如美国联邦通讯委员会制定了抗电磁干扰法规（FCC法）和“Tempest”技术标准，苏中“FCC”规定大于1000HZ的电子装置要求屏蔽保护，并持EMI/RFI合格证才允许投放市场；我国在八十年代相继制定了《环境电磁波卫生标准》和《电磁辐射防护规定》等和关法规；W际无线电抗干扰特别委员会（CISPR）也制定了抗电磁干扰的CISPR的岡际标准，供各岡参照执行。

3、另外，现代高科技战争中的新型电子对抗技术，其核心之一是释放宽频率和波松的强电磁波来破坏对方军事设施屮电子装备的遥测、遥感和遥控等功能，使对方的军事设施处于失控状态，达到突袭的目的。吸波材料在军事隐身技术中有着广泛的应用，特别是美国U-2高空侦察机、B-2隐形轰炸机以及F-117和F-22隐形战斗机的出现,更是代表了吸波材料实际应用中的巨大成就。由于电磁屏蔽与吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用，W而电磁屏蔽与吸波材料的研究开发成为人们H益关注的重要课题。2电磁屏蔽和吸波材料的原理电磁屏蔽是指应用屏蔽技术限制电磁波从一侧空问向另一侧空问传播。当电磁波

4、到达屏蔽体表面时，麻蔽体对电磁波的衰减机理宥3种：（1）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）米被表面反射而进入屛蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸收的袋减；(3)进入屏蔽体内未被吸收僉减的电磁波到达屏蔽体-空气界面时因附抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生多次反射衰减[1]。肺蔽体对入射电磁波的总W敝效能由卜式确定：SE=R+A+B(dB)式屮，R为表而单次反射衰减；A为吸收衰减；B为内部多次反射衰减(B项只有在ASdB时才有意义)。吸波材料是指能把投射到它表而的电磁波能量吸收并转化为机械能、电能、热能或其他形式的能量的一种材料。吸

5、波材料-•般由基体材料与吸收介质复合而成，吸波材料的基体材料可以叫做粘接剂，吸波材料的吸收介质可以叫做吸收剂。按照吸波机理的各不相同吸波材料，吸波材料讨以分为两种类型：电损耗型和磁损耗型。电损耗型的吸波材料和磁损耗型的吸波材料都可以吸入和减弱电磁波，只是使用的办法不一样，前者的措施是使得介质的电•了极化、离了极化或界面极化；后者主要釆取的措施是磁滞损耗、畴壁共振和后效损耗等磁激化机制。3电磁屏蔽材料的研究现状电磁屏蔽材料按应用形式可分为结构型屏蔽材料、复合型屏蔽材料以及纤维织物类屏蔽复合材料等。3.1结构型屏蔽材料结构型(即本征型)导电高分子(ICP)

6、是由一些具有共扼7「键的聚合物经化学或电化学掺杂P形成的，导电率可从绝缘体延仲到导体范围的一•类高分子材料。聚乙炔是发现最早的一种ICP，最初由日本的学者于1977年共同研究的。方法是将碘或鉍化砷掺杂到聚乙炔中，结果聚乙炔的电导率提高了12个数量级以上，使其导电性接近于金属铜，具有良好的屏蔽效果。聚苯胺(PAN)、聚毗咯(PPY)和聚噻吩(PTH)发现较晚，由于其环境稳定性好，发展得比较迅速，已成为目前三大主耍的ICP从种。Diaz[2]于1979年首次采用化学氧化的方法合成了具有导电性能的掺杂聚毗咯，电导率高达120S/cm。聚苯胺与其他本征型电磁屏

7、蔽聚合物相比，具有合成简便、导电性能优良等众多优点，被作为电磁屏蔽材料研究最为广泛。Koul[3]研究了在杂多酸掺杂的PAN/ABS复合材料屮，随着填料PAN含量的增加，复合材料对电磁波的屏蔽效果也逐渐增强，在频率为10GHz下，复合材料对电磁波的屏蔽效能(SE)可达70dB。Joo[4j研究了掺杂态PAN材料的聚合物基体和加工条件以及结晶性对材料最终屏蔽性能的影响，确定了舾值接近铜的掺杂PAX的加工条件。研究表明，掺杂PAN在10〜1000MHz频率范围内，最大SE值为50dB。法同的Wojkiewicz[5]以樟脑磺酸(PU)掺杂PAN,制得YPA

8、N/PU复合材料，研究在8.2〜18.2GHz频率下材料的屏蔽效能。研究表明，当PAN质量分数