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电磁屏蔽材料的研究进展
来源: | 作者:山西防雷检测 | 发布时间: 336天前 | 1408 次浏览 | 分享到:

摘 要:

      介绍了电磁屏蔽材料在军用和民用领域的重要性;简要阐述了电磁屏蔽的机理;综述了 4 种不同电磁屏蔽材料的优缺点以及研究现状,分别为金属型、表面导电型、填充复合型和本征型导电聚合物电磁屏蔽材料;分析并提出了 3 种提高电磁屏蔽效能的方式,分别为多孔结构设计、多层结构设计、复合填料优化。关键词:电磁屏蔽材料;屏蔽机理;研究进展


        高速发展的电子信息技术带来了高效和便利的生活,但其产生的电磁辐射却带来日益严重问题,成为威胁健康的又一新污染源[1]。据英国国家辐射保护委员会调查报告,高压线产生的电磁辐射影响下,儿童白血病发病率较正常区域的高出一倍。电磁辐射会降低甚至破坏人体的生命支持系统功能,引发各种疾病[2]。         同时,电子辐射会使电子系统障碍[3-5],破坏设备运行[6],造成严重经济损失;若遭受电磁武器的强力冲击,军事机密有被窃取风险[6],设备信息系统也会暂时性失灵或永久性损坏,严重危害国防安全[7]。据新华社消息,预计 2020 年底全国 5G 基站数超过 60 万个。这些基站电磁辐射也将成为人们关注的焦点[8]。针对上述问题,最为有效防御手段是使用电磁屏蔽材料。使用高效宽频(24 GHz 以上)的屏蔽设备外壳以保持5G 系统的安全性和稳定性;在飞机表面涂覆电磁屏蔽材料后,能极大减弱反射波而达到影身目的,如隐形飞机[9];在卫星上使用轻质、宽频的电磁屏蔽材料后,能够躲避地面雷达的侦测,如美国“天基监测系统”隐形卫星[9]。电磁屏蔽材料对我国 5G 通讯、国防科技等发展具有非常重要的意义。


       电磁屏蔽材料已成为研究的热点与重要课题[10-14]。国外 1950 年已经开始电磁屏蔽技术的研究,美国等国家已经具备规模化生产的能力。而我国起步较晚,离形成产业化仍有很大距离。刘琳等[3]提出通过屏蔽材料的非晶化和纳米化,提高综合电磁屏蔽性能。孙天等[4]重点介绍了电磁屏蔽材料在织物方面的研究进展,电磁屏蔽效能大于 30 dB,屏蔽性能中等。吴依琳[6]重点介绍了不同金属纤维电磁屏蔽材料织物的研究进展,在中低频范围屏蔽效果较好,但在高频范围内屏蔽效果较差;提出了通过降低金属纤维的细度以及优化织物结构来提高综合性能。孔静[9]重点从轻质、宽频的角度阐述导电聚合物和碳基电磁波等屏蔽材料的研究进展。杨前勇等[18]介绍了导电橡胶电磁屏蔽材料,具有良好的导电性能、机械性能、和优异的密封性能;但存在导电填料团聚和导电通道微孔的问题,降低了导电性能和机械性能。电磁屏蔽材料着重高屏蔽效能、宽频范围、轻质等方面的研究,但仍存在高频电磁屏蔽性能较差、频率范围窄的问题。为逐步解决这些问题,本文提出通过多孔结构设计、多层结构设计、复合填料优化的方式提高电磁屏蔽综合性能。据 BCC Research 预计 2021 年电磁屏蔽材料市场规模将达到越 500 亿元,如飞行器、舰船、坦克、箭弹和 5G 通信等的应用。因此,在军事领域和民用领域都具有广阔的市场前景和战略意义。、


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