《磁功能复合材料》PPT课件

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1、上节回顾:磁性材料磁化强度M、磁化率及磁导率一、基本概念1.抗磁性（反磁性）2.顺磁性3.铁磁性磁滞回线B剩磁Hc矫顽力压磁性（Piezomagnetism）磁弹性（magnetostriction）磁畴4.反铁磁性5.亚铁磁性(Ferrimagnetism)二、应用1.电工钢（软磁材料）软磁材料磁滞回线（1）铁芯损耗(corelosses)（2）晶粒取向（3）芯材料的组分（4）非晶磁体Amorphousmetals(metallicglasses)2.永磁体（硬磁材料）Alnico合金(少量的Cu和Ti)3.磁记录和磁存储磁头(recordinghead)随机存储磁光盘

2、第二节磁功能复合材料一、磁性（复合）材料组分的属性分类：1.氧化物磁性（复合）材料：MOx(1)面心立方晶格型化合物FeO、MnO、EuO等(2)尖晶石铁氧体AB2O4型化合物MFe2O4:NiFe2O4,ZnFe2O4Mn/Zn/Fe三元系铁氧体高频磁芯Mn/Mg/Fe矩形磁滞材料Ni/Zn/Fe高频磁芯(3)AO·nB2O3型化合物BaO·6Fe2O3,SrO·6Fe2O32.金属合金类磁性（复合）材料含铁、镍、钴的磁性材料：Fe/Ni,Fe/Pt,Fe/Pd等不含铁、镍、钴的磁性材料：Mn/Cr/Al,Mn/As,Mn/Sb等3.聚合物基磁性复合材料导磁性能估算在一定的浓

3、度范围内：μ=VAμA+VBμBμ’=VAμ’A+VBμ’Bμ”=VAμ”A+VBμ”B实部：虚部：颗粒状磁性材料填充量低时：相对磁导率：μr(V)=1+AV对于球形粒子：μr(V)=1+3V比例增加：μr(V)=1+BV2两种磁粉，形态相似：μr(V1,V2)=1+B1V12+B2V22电磁屏蔽原理电场的屏蔽用导体空腔屏蔽，导体空腔接地静电屏蔽导体内部电场为零导体表面任一点的电场强度矢量与表面相垂直导体表面是等位面电荷只能分布在导体表面上二、电磁波屏蔽复合材料交变电场的屏蔽用电路模型讨论无屏蔽体：耦合电容越大，电场感应越严重;屏蔽体不接地：C3、C5均大于C1，电磁感应仍然很

4、强;屏蔽体接地：C1”远小于C1，场源A对接受器的电场感应大大减弱。磁场的屏蔽利用良导体中感应电流产生的磁场总是抵消源磁场变化的原理实现的。屏蔽体中的感应电流：高频下感应电流产生的磁场足以抵消线圈磁场的干扰，起到屏蔽的作用；当频率高到一定程度时，感应电流就不再随频率提高而增大。低频下屏蔽体内的感应电流比较小，不能完全抵消线圈磁场的干扰。对高频磁场的屏蔽，rs越小越好，采用良导体进行高频磁场的屏蔽，屏蔽体接地可以同时起到电场和磁场屏蔽的作用。高频磁场的屏蔽高频下低频下低频磁场的屏蔽利用高导磁材料所具有的低磁阻特性，使磁场通过磁阻小的通路而不扩散到周围空间去，达到磁场屏蔽的作用。屏

5、蔽效能：shieldingeffect(SE)不存在屏蔽体时某处的电磁波功率/存在屏蔽体时该处的电磁波功率对于良导体Ag、Cu和Al等金属材料，电导率大，R值大。反射是屏蔽的主要机制；对于Fe和磁钢等高导磁性材料，磁导率大，A值大，吸收是屏蔽的主要机制。电磁波屏蔽性能主要取决于材料的导电性；与频率相关。复合材料：导电网络的形成。SE=R+A+B≈R+A与屏蔽性能相关的因素电磁波屏蔽性能主要取决于材料的导电性与功能体、基体和制备工艺相关功能体炭黑、金属粉：脆性大碳纤维、金属纤维：优异的屏蔽衰减性能和物理机械性能；但价格高，对模具、加工设备磨损严重有机或无机纤维表面化学镀铜：优良的

6、导电性能和较好的导磁性能，但是金属镀层与纤维表面必须有足够的结合力粒子尺寸：尺寸越小，粒子的表面积增大，粒子之间的接触机会增加，形成导电通道机会增多基体层厚度小，粒子接触机会增加，形成粒子链而导电；隧道电流填充量：临界体积填充分数：导电网络形成长径比屏蔽效果还受基体和制备技术的影响不锈钢纤维（SSF）/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)不锈钢纤维（SSF）/聚丙烯（PP）复合材料复合材料的导电性能：复合材料中纤维含量与体积电阻率的关系：原因：一方面ABS比PP表面张力大，包裹纤维更紧密，纤维间接触电阻较大，造成在相同纤维含量时SSF/ABS复合材料的体积电阻率大。PP是结晶

7、性聚合物，受PP结晶的影响，金属纤维在非晶区富集较多而容易形成导电网络。金属纤维/聚合物复合材料的电磁屏蔽性能PPABS屏蔽材料的发展：多层化、多功能化兼顾吸收效果PPABS吸波复合材料吸波频带宽吸收能力高重量轻、物理力学性能好易成型吸波基本原理：干涉作用和吸收作用吸收作用：电磁波入射到材料上时能最大限度地进入到材料内部，即电磁匹配要好（匹配特性）进入材料内部的电磁波能迅速地被衰减掉，即电磁损耗要大（衰减特性）电磁波的传播沿+z方向传播的均匀平面波，场量只在沿传播方向即z方向变化，而在xy平