電磁屏蔽導電聚合物的應用
作者：常州市聚能屏蔽設備有限公司 發布時間：2013-03-26 09:30:04 瀏覽量：0
電磁屏蔽導電聚合物的應用
一、前言
計算機、無線電通訊隨著電子技術發展迅速得以廣泛應用和密集配置，使空間充斥了不同波長和頻率的電磁波，這些電磁波干擾了電子產品的正常使用，成為繼大氣污染、水污染、噪聲污染后的一種新的污染源——電磁污染。經醫學證明，電磁輻射可對生物體發出3種作用：熱效應、非熱效應、累積效益。這些效應對人體各器官、組織、系統都會產生不同水平的害。另一方面，電子對抗技術中，電磁屏蔽資料成為了保證電子設備抵抗電磁干擾，是其正常運行所不可少的新型資料。早期的電磁屏蔽技術主要使用金屬及其復合資料，雖然這類資料具有良好的屏蔽性能，但是其彈性低、密度大、易腐蝕、價格貴、難于調節屏蔽效能，再造能力差。因其具有使用方便、質量輕、易加工成型、低電阻率、性價比優良等特點，近年來隨著導電聚合物材料的出現及快速發展，屏蔽電磁波應用領域有很好的潛在優勢。
電磁屏蔽聚合物資料主要分為復合型與結構型H復合型電磁屏蔽聚合物材料是以絕緣聚合物為基質，著很好的潛在優勢但。通過在其中加入量具有優良導電性能的物質復合而成，其導電過程靠金屬微粒提供自由電子載流子來實現。結構型電磁屏蔽聚合物材料是指分子結構自身能導電或經過摻雜處置之后，如聚乙炔、聚苯胺等。具有導電功能的聚合物。
二、電磁屏蔽原理
地控制電磁波從某一區域向另一區域輻射而產生的危害。其作用原理是采用低電阻的導體資料， 電磁屏蔽的作用是減弱由某些輻射源所產生的某個區(不包括這些源)內的電磁場效應。由于導體資料對電磁能流具有反射和引導作用，導體資料內部發生與源電磁場相反的電流和磁極化，從而減弱源電磁場的輻射效果，通常用屏蔽效能(sE來表示。所謂屏蔽效能是指沒有屏蔽時入射或反射電磁波與在同一地點經屏蔽后反射或透射電磁波的比值，即為屏蔽資料對電磁信號的衰減值。金屬資料的電磁屏蔽效果為電磁波的反射損耗、電磁波的吸收損耗與電磁波在屏蔽資料內部多次反射過程中的損耗三 根據Schelkunoff電磁屏蔽理論。
相對電導率a大，者之和 l6銀、銅、鋁等是很好的電導體。電磁屏蔽效果以反射損耗為主；而鐵和鐵鎳合金等屬于高磁導率材料，相對磁導率大，電磁屏蔽衰減以吸收損耗為主。一般情況下，資料的導電性越好，屏蔽效果越好；隨著頻率升高，電磁波穿透力增強，屏蔽效果下降。
通常按3種不同機理進行衰減：① 入射表面的反射衰減；②未被反射而進入屏蔽體的電磁波被材料吸收的衰減；③在 電磁波傳達到達屏蔽資料外表時。
屏蔽體內部的多次反射衰減。電磁波通過屏蔽資料的總屏蔽效果可按下式計算【7SE=A十R十B式中：SE為電磁屏蔽效果；R為外表單次反射衰減；A為吸收衰減；B為內部多次反射衰減(只在A<15dB情況下才有意義)
按SE值大小可將電磁屏蔽資料分為以下幾類：010dB為基本無電磁屏蔽作用的資料；1030dB為低電磁屏蔽資料；3060dB為中電磁屏蔽資料。
可用于航空航天及軍用儀器設備的屏蔽；90dB以上為具有很好電磁屏蔽作用的資料，可用于一般工業或商業用電子產品；60-90dB為高電磁屏蔽資料。適用
用作慣例電子器材電磁屏蔽的資料，于有高精度、高敏感度要求的產品。一般認為。301000MHz頻率范圍內，其SE值達到35dB即具有屏蔽作用
三、電磁屏蔽聚合物的制備方法
1電鍍法
再經化學粗化、敏化、活化處置后用化學電鍍法使金屬沉積在纖維外表。這種方法制得的纖維導電率高、強度 將普通纖維先經過退漿處置后用溶劑浸泡。但手感較差，高、抗磨、耐腐蝕性好。金屬不易勻化，附著力不高。
2涂層法
可采用粘合劑使金屬粘附在纖維外表， 利用幼稚的涂層技術在普通纖維外表涂上導電磁物質。也可將纖維直接軟化后與金屬粘和。采用的主要是導電導磁，且不易分布均勻。物質有銀粉、鋁粉、銅粉等。這種方法的缺點是涂層易脫落。
3復合紡紗法
金屬絲主要有銅絲、鎳絲和不銹鋼絲， 由金屬絲和服用紗混編而成。特別場所使用鍍銀銅絲。日本鐘紡公司在1998年應用SA VQVOIT公司生產的鍍銀尼龍絲(含銀率30％)與其他短纖進行復合紡紗，其愛科斯安其制品可以阻斷96％ 以上的電磁波。適用于受電磁波輻射較強環境下工作的人和心臟起搏器使用者。
4共混紡絲法
可制備具有良好的導電性和鐵電性的纖維， 將具有電磁屏蔽功能的無機粒子或粉末與普通纖維切片共混后進行紡絲。又使纖維不失去原有的強度、延伸性、耐洗性和抗磨性。共混法制得的資料具有利息低、壽命長、可靠性高等優點，但屏蔽性能不高，特別是高頻時屏蔽性能會下降。而增加填料的用量將損失材料的機械性能。因而對于電磁屏蔽纖維的共混紡絲法的研究將致力于改進填料性能、優化填料排列方式，以達到屏蔽性能、機械性能、工藝性能的和諧統一。
5電磁屏蔽織物屏蔽效能測試方法
國內外關于抗電磁輻射織物屏蔽效能的測試方法有多種， 目前。概括起來主要有遠場法、近場法和屏蔽室測試法三大類【1Jo
遠場法
模擬自由空間遠場的傳輸過程， 主要用以測試抗電磁輻射織物對電磁波遠場(平面波)屏蔽效能。分別有ASTMES同軸傳輸線法【1和法蘭同軸法。同軸傳輸線法是國家資料實驗協會(ASTM推薦的一種丈量屏蔽資料的方法。該方法根據電磁波在同軸傳輸線內傳播的主模是橫電磁波這一原理。對抗電磁輻射織物進行平面波的測定。法蘭同軸法是國家規范局(NBS推薦的一種丈量屏蔽資料的方法。這種方法的原理與同軸傳輸線相似，所不同的改進了樣品與同軸線的連接，使其接觸阻抗減小，因此重復性較好。
近場法
主要用來測試抗電磁輻射織物對電磁波近場(磁場為主)屏蔽效能。分別有ASTMES一7雙盒法和改進的MILSTD一285法。ASTMES一7雙盒法廣泛應用于試樣的近場SE丈量。雙屏蔽盒的各個腔體分別裝置一小天線用來發射和接收輻射功率。改進的MILSTD一285法測試基本原理同ASTMES一7雙盒法。
3屏蔽室法u
屏蔽室測試法既非遠場亦非近場或介于兩者之間的一種方法。該方法的測試原理是測試有無抗電磁輻射織物的阻擋時， 由電磁學知識可知。接收信號裝置。即為屏蔽效能SE上述幾種常見的抗電磁輻射織物測試方法的特點及其優缺點的比較總結如表1表2所示。測得的場強和功率值之差。
屏蔽室法的優點是測試結果較為準確，對織物的厚度沒有太大的要求。
6電磁屏蔽織物的應用
1導電襯墊的應用
屏蔽體總是存在通孔或縫隙， 由于工藝裝配技術方面的原因。從而引起導電的不連續性，發生電磁泄漏現象。實踐證明，當縫隙尺寸等于半波長的整數倍。電磁泄漏很大。由于聚合物電磁屏蔽資料具有的彈性，時。可以剪切成任意形狀，做成不同厚度的薄片，因此可以制成機箱縫隙的填充屏蔽資料。導電布具有優異的彈性和阻燃性，密封襯墊一般采用聚醚聚氨基甲酸酯作為海綿芯。外包資料為含有金屬鍍層的高導纖維結構，具有良好的導電性。導電布襯墊除重變形比大、密封后所余間隙小，量輕。價格低廉等優點，更具有輕薄柔軟和的特性，即使在動態摩擦和易腐蝕環境下，依然具有良好的屏蔽效果。廣和接地等場合n泛適用于機架、機箱、各種屏蔽門、蓋的電磁屏蔽。
2產品的應用
靜電障害所造成的后果已不只于平安問題。靜電放電造成的頻譜干擾危害， 隨著高科技的發展。電子、通信、航空、航天以及所有應用現代電子設備、儀器的場所導致設備運轉故障、信號丟失、誤碼的直接原因之一。石油、化工、精密機械、煤礦、食品、醫藥等行業均對靜電的防護有特別的要求u引。
3日用電器的應用
針對這類電器可以在其外表涂覆一層電磁屏蔽纖維；微機工作人員長時 家用電器(如電視機、洗衣機、微波爐等)中發出的電磁輻射對人體的傷害嚴重。對視覺、大腦、生育及各部門器官有著非常大的危害；電磁輻射對孕婦尤其是對胎兒的影響可造成胎兒畸形或死亡；微波通信塔臺工作人員，間受輻射污染。其服用性能差；70年代初出現了鍍銀織物，工作環境中電磁污染對人體的損傷更大。對付這一類污染的措施就是穿上屏蔽服。20世紀60年代呈現了一代屏蔽服—金屬絲和服飾纖維的混編織物。輕而薄，服用性能較好；70年代末，呈現了化學鍍銅或鎳織物，與鍍銀織物相比，其優點是價格較低；80年代末，呈現了含多種元素或多種離子的織物，年代。可屏蔽電場、磁場、阻隔少量的x射線及紫外線等。
目前，國內外正研制舒適、美觀且能很大限度地吸收電磁波的服飾。
7結束語
聚合物電磁屏蔽資料的制備和研究非常活躍， 總之。人們希望找到很好的配方及制備工藝，以提高其導電性能及各種機械性能。導電聚合物作為一種新型材料也在計算機顯示器、家用電器、軍事領域中得到廣泛的應用，在屏蔽電磁波方面展現出了良好的應用前景。為國防建設起到重要的作用，引起了各國研究人員越來越廣泛的興趣。認為開發低成本、高屏蔽性、機械性能高的一系列新型電磁屏蔽資料是主要的研究方向。
