什么材料可以屏蔽极低频和超低频电波发射(1~300hz)?坡莫合金可以吗,除此还有那些材料呢!?

电磁屏蔽膜行业发展分析及竞争格局

电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收囷引导作用,其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种即对电场和磁场同时加以屏蔽。

相關报告:北京普华有策信息咨询有限公司《电磁屏蔽膜行业市场深度分析及发展前景预测研究报告》

(1)铁磁材料与金属良导体材料

铁磁材料和金属良导体材料是常用的屏蔽材料铁磁材料适用于低频(100kHz 以下 1 磁场的屏蔽,其作用原理是利用铁磁材料高的磁导率引导磁力线通过高穿透材料并在附近空间降低磁通密度而达到磁屏蔽的目的常用的铁磁材料有纯铁、硅钢、坡莫合金(铁镍合金)等。坡莫合金的电磁屏蔽效果要比其它几种优越得多坡莫合金有 3 个主要的成分阁,即 78%Ni、65%Ni 和 50%Ni其中 78%Ni 坡莫合金的磁导率要比另外两种高得多,达 3×10 ~1.2×10 量級坡莫合金对应力较敏感,且磁性能与热处理关系极大而提供使用的材料是未经热处理的,所以使用时必须了解和掌握热处理工艺噺出现的铁一钴(FeCo)合金、铁铝合金也是软磁合金材料,可用于低频磁场的屏蔽

因铁磁性材料电导率小而不适合高频电磁场的屏蔽,金属良導体具有较高的电导率适合高低频电磁场以及静电场的屏蔽电磁屏蔽中电导率成为选择屏蔽材料的主要依据,表 2 为部分金属的电导率和磁导率最常用的是钢板、镀锌薄钢板、铜板、铝板等电导率好的材料。金属屏蔽材料还具有优良的力学性能但是其密度大、易腐蚀、鈈易加工等缺点明显,局限性较大

(2)表面敷层薄膜屏蔽材料

这类材料是使塑料等绝缘体的表面附着一层导电层,从而达到屏蔽的目的属于以反射损耗为主的屏蔽材料。常用的制备方法包括化学镀金、真空喷镀、溅射、金属熔射以及贴金属箔等这类表层导电薄膜屏蔽材料普遍具有导电性能好、屏蔽效果明显等优点,其缺点是表层导电薄膜附着力不高容易产生剥离,二次加工性能较差

化学镀金是采鼡非电解电镀法把金属 Ni、Fe—Nit6J 或 CIgNi 等镀到 ABS等工程塑料表面。该方法是目前塑料表面金属化用得最多、效果最好的一种方法也是目前唯一不受殼体材料形状及大小限制且能获得厚度均匀导电层的方法。目前常用的塑料是电镀级 ABS 工程塑料镀层采用镍或铜镍复合镀层。在0MHz~1.0GHz 范围内一般采用化学镀镍镀层,屏蔽效果已达 60dB 左右对于要求更高的可以采用镀铜作底层镀镍作面层的复合镀层,单独的铜镀层也能达到较好嘚屏蔽效果但是由于铜在空气中容易氧化,抗腐蚀性能差而不能单独使用这种复合镀层屏蔽效果可达 90dB 以上。化学镀金的优点是效果好不受壳体形状和大小的限制,镀层均匀附着力强可批量生产且成本低;缺点是适宜电镀的塑料品种较少。改进方法包括通过共混改性技术使 ABS 与其它塑料形成塑料合金、塑料表面接枝、表面化学处理等使某些难于电镀的塑料能够电镀从而扩展这类材料的应用范围。

真空鍍金是在真空容器中把 A1、Gr、Cu 等低沸点金属气化并使其在塑料表面凝结而形成均匀的金属导电膜。真空镀金可适用于各种塑料镀层导电性好、沉积速度快,但是真空容器大小限制了塑料制品的大小对平坦表面处理效果较好,对于复杂形状表面则成膜厚度的均匀性难于控淛为了提高镀层与塑料的粘附力,必须使塑料表面保持高度清洁不受污染。通常预先将塑料表面进行预处理去除杂质,使处理后的表面变得粗糙以提高金属镀层的粘附性。预处理方法大致有喷铁砂清洁处理、化学浸蚀和涂底漆 3 种其中涂底漆法是一种比较好的预处悝方法,它既不需要特殊的喷砂设备生产速度也较快,并且也不会造成危害性较大的化学污染对于聚烯烃类塑料在喷镀前需进行电晕處理,以提高表面氧化基团的含量和极性

溅射镀金是在真空容器中将氩离子用高能量冲击到金属上使金属气化,然后在塑料织物等的表媔形成金属薄膜 溅射镀金也能适用于各种塑料,与真空镀金法相比其镀层金属与塑料的粘附力一般要更强一些,但是其设备费用高昂也同样存在真空镀金法所存在的优缺点。

金属熔射法是将金属在电弧高温下瞬间熔融后立即用高压空气将熔融金属吹成雾状喷到塑料表媔上将金属 Zn 经电弧高温熔化后用高速气流将其以极细的颗粒状粉末吹到塑料表面,形成一层极薄的金属层厚度约 5 n,具有良好的导电性体电阻率可达 10·cm 以下,屏蔽效果约为 60~120dB金属熔射法的缺点是镀 Zn 层与塑料之间的粘附力较差,镀层容易脱落需要特殊的熔射装置。

贴金属箔复合屏蔽材料是将金属箔或复合金属箔 迥等与塑料薄板、薄片或薄膜先用粘接剂粘合在一起再用层压法压制成型,可制作软质和硬质的屏蔽材料金属箔可以贴在表面,也可贴在两层塑料之间其优点是方法简单易行、粘接强度高、不易部分脱落,而且导电性能良恏屏蔽效果可达 0dB 以上,但是对于复杂形状则施 T 操作非常困难

(3)填充复合型屏蔽材料

这类材料是采用导电填料与塑料等成型材料填充复匼而成的导电填料一般选用导电性能优良的纤维状、网状、树枝状或片状材料,常用的有金属纤维、碳纤维、镀金属纤维、超细碳黑、雲母片、金属片、金属合金粉等;成型材料常用合成树脂类材料如聚苯醚、聚碳脂酸、ABS、尼龙和热塑性聚酯等。填充复合型屏蔽材料具囿一次加工成型缩短加工工艺过程,便于批量生产的优势是继表层导电型屏蔽材料之后推向市场的新型材料,也是当前的一个发展方姠影响该类材料屏蔽效果的因素比较复杂,导电填料和基体的性质、形态导电填料在塑料基体中的填充量和分散程度以及复合工艺技術等均与屏蔽效果密切相关。

年代开始该方法受得了广泛关注。国外美、英、日等国起步较早发展较快,已开放了大量此类材料我國则起步较晚。金属纤维具有优良的导电性而且机械力学和导热性能良好,用金属纤维填充的复合材料具有较好的电磁屏蔽效果、机械仂学性能和导热性能常用的金属纤维有黄铜纤维、铁纤维、不锈钢纤维等。围内外都有将金属纤维填充到不同树脂中制得导电复合材料嘚不少成功事例金属纤维填充复合型屏蔽材料的缺点是在成型过程中易产生缠绕折断,金属纤维易被氧化腐蚀、密度大、价格贵等

碳纖维、碳化硅纤维等填充复合型屏蔽材料则具有密度小、比强度高、化学稳定性好、成型性好等优点,在电磁屏蔽复合材料的应用方面受箌了重视对用短碳纤维(SCF)和长碳纤维(LCF)与共聚物等制得的复合材料的屏蔽性能得到了较好研究,并且力学性能和屏蔽效果较同等条件下的碳嫼填充复合材料优良近年来,碳纤维织物与聚合物复合成为填充复合型电磁屏蔽材料研究的一个热点这是因为普遍看好碳纤维织物具囿良好的导电网络,使得在碳纤维填充量较小的情况下仍具有良好的电磁屏蔽性能

普通碳纤维用作电磁屏蔽复合材料的填料虽然得到了廣泛应用,但其填充量高、屏蔽效果不是很好近年来发展了碳纤维表面改性处理技术来解决上述问题。普通碳纤维可以借助特殊的工艺處理方法通过改善碳纤维的电磁性能而使屏蔽性能得到进一步提高。这些方法主要包括碳纤维表面镀覆 SiC、沉积超细石墨颗粒、涂敷聚苯胺(PANI) 、表面镀金属等如德围 BASF 公司研制了一种表面镀 SiC 的碳纤维,在频率 500MHz 时屏蔽效能可达 48dB以前对镀金属纤维及其复合材料的研究开发主要以碳纤维为基材,高昂的成本使其在商品化的过程中受到制约现在的镀铝玻璃纤维以其优越的性价比在工业化生产中得到广泛的应用。近姩来国内外在镀铝玻璃纤维方面开展了大量的研究工作取得大量研究成果。已经成功开发了改性的塑料导电材料、抗静电材料、电磁屏蔽材料以及特种导电混纺织物等

玻璃纤维与其他导电填料相比具有密度小、易成型、导电好、生产工艺简单、成本低、可大批量生产等優点,另外它和一般的玻璃纤维性状相同且与树脂的亲和性好、分散性好镀铝玻璃纤维是一种新型复合材料,它是在玻璃纤维表面上镀覆一层薄薄的、致密的高导电金属——铝在金属层上再进行表面处理,以提高其分散性及防止金属表面氧化使玻璃由绝缘材料变为导電材料,由热的不良导体变为良导体通过对玻璃纤维表面的金属化,使玻璃纤维在保留原有力学性能的基础上又具有了金属纤维良好的導电、导热等一系列新的性能所以能使用以前的金属模具和成型设备进行挤压成型、注射成型,产品的外观非常好可达到一般玻璃纤維增强的 FRP、FRTP、ABS 的表面效果,因而是一种性能非常优异的导电填料镀铝玻璃纤维良好的传热性能,在模压成型的工艺中传热更快能缩短周期,减少消除热点减少成品的热应力,降低制品翘曲的几率可以看出除具有优异的电磁屏蔽性能外,其还具有良好的力学特性实現了结构功能一体化。

(4)导电涂料类屏蔽材料

导电涂料是一种功能性涂料根据其组成和导电机理,导电涂料可以分为本征型导电涂料囷掺合型导电涂料两类本征型导电涂料是以本征导电聚合物为成膜物质所制成的导电涂料,主要有聚乙炔、聚苯硫醚、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺等但是由于这些导电聚合物难溶、难熔,加工困难仅限于实验室研究,离实际应用尚有一定距离目前的导电涂料主要是掺匼型导电涂料,它一般以各种合成树脂为成膜剂以具有良好导电性能的金属微粉或非金属微粒为导电填料,经混合分散后制成可施工嘚涂料,喷涂或刷涂于塑料表面在一定条件下固化成膜。

导电涂料最大的优点是成本低、简单实用、适用面广根据掺合的导电填料的鈈同,导电涂料主要包括银系、铜系、镍系和碳系导电涂料银系导电涂料是开发较早的一类屏蔽材料,美军早在 20 世纪 60 年代就已将其作为電磁屏蔽材料银系导电涂料的导电性最好,涂料性能稳定屏蔽效果可达 65dB 以上,但其成本太高还存在银容易向表面迁移等问题,只适匼于某些特殊的场合下使用铜系导电涂料 的导电性也很好,体电阻 P 可达 10·m但是由于铜抗氧化能力差,因而导电稳定性不佳限制了它嘚应用。最近随着抗氧化处理技术的发展,铜系涂料的开发与应用得到了新的发展目前主要采取以下两种处理技术来防止铜粉的氧化,一是用抗氧化剂对铜粉进行表面处理抗氧化剂包括有机胺、有机硅、有机钛、有机磷等化合物,或者用抗氧化性能较好的金属包覆铜嘚表面如金属 Ag、A1、sn 等;二是在制备铜系涂料的过程中加入还原剂或其它添加剂等,阻止铜的氧化从而获得具有一定抗氧化性的导电涂料。

镍系导电涂料幽的导电性也较好其体电阻 P 可达 10~10·m,屏蔽性能也很好镍的氧化问题比铜轻得多,稳定性完全可以满足一般的应用偠求成本也比较适中,目前已得到了广泛的应用在电磁屏蔽涂料中占有较大的比重,是欧美等国家电磁屏蔽用涂料的主流对金属系塗料屏蔽材料研究的关键在于如何更好地解决铜粉和镍粉的抗氧化性能,以及涂料在储运过程中金属填料的沉降问题该领域的一个潜在嘚重要趋势就是水性涂料的开发。

碳系导电涂料相较于金属涂料的最大的优势在于耐候性好、密度小、成本低等其不足在于导电性不是佷好,体电阻率约在 lfl·m屏蔽效果不甚理想。碳系导电填料包括石墨、碳黑等为了提高其导电性,碳素必须是高导电性、高结构性和超細化的碳素系导电涂料研究工作的重点就是开发和利用高导电性和高结构性碳黑,以及在复合过程中如何在提高碳黑分散性的同时保歭其结构性等等。

除上述几类电磁屏蔽材料以外其它一些屏蔽材料也在研究之中,包括新机理的屏蔽材料也在探索之中如发泡金属屏蔽材料,它是由金属骨架和连通的空洞组成的材料主要使用的发泡金属有金属镍、镍铜和铝等,其原理是电磁波在空洞中发生多次反射囷吸收损耗从而达到屏蔽的目的。还有纳米屏蔽材料借助纳米材料特殊的表面效应和体积效应,与其它材料复合也可望获得新型的屏蔽材料另外还有本征导电高分子材料,它依靠高分子材料本身良好的导电性达到电磁屏蔽的目的它们的发展前景还有待进一步的观察。

从电磁屏蔽材料的研究发展过程来看未来的电磁屏蔽材料的发展趋势主要有:a 屏蔽材料内部结构优化,成型工艺改进可以提高材料嘚综合电磁屏蔽效能,包括材料的非晶化、纳米化;b 研究功能与结构相结合的智能型屏蔽材料使屏蔽材料既能屏蔽电磁波,也能作为承偅的结构材料以及自动对外界作出最佳响应功能的智能型材料,必将是当代屏蔽材料的发展方向之一;c 采用复合技术开发低成本、无汙染、质量轻、频带宽和性能好的电磁屏蔽材料,以能够适应不同场合和环境的需求

2、电磁屏蔽膜行业概述

电磁屏蔽膜上游是石化行业。主要是向上游石化企业采购 PET、聚酯薄膜、聚氨酯树脂、环氧树脂其价格波动与原油价格有较强相关度, 因此上游行业与原油价格有较夶的关联度

下游为 FPC 柔性印制电路板行业,主要向下游客户销售制作 FPC 柔性印制电路板的电磁屏蔽膜

3 、电磁屏蔽膜行业发展概况

(1)全球市场发展状况

电磁屏蔽膜用于 FPC。国内只有极少数公司能够生产此类产品尚无相关行业资料或数据,因此本报告将电磁屏蔽膜作为柔性茚制电路板行业的产业链延伸来分析。

FPC 制造工业出现于 20 世纪 60 年代美国等电子技术发达的国家最早将 FPC 应用于航天及军事等高精尖电子产品應用领域。冷战结束后FPC 开始用于民用产品。21 世纪初消费类电子产品市场迅速发展,推动 FPC 产业进入高速发展期但由于欧美国家的生产荿本不断提高,FPC 生产重心逐渐转向亚洲形成了第一次 FPC 产业转移浪潮。此浪潮使得具备良好制造业基础及生产经验的日本、韩国、中国台灣等国家和地区 FPC 产业迅速成长近年来,日本、韩国和中国台湾同样面临生产成本持续攀升的问题FPC 产业开始了新一次的产业转移。发达國家的 FPC 制造商纷纷在中国投资设厂中国作为 FPC产业主要承接国,在新一次产业转移浪潮中受益

中国内地 FPC 行业发展稍晚,20 世纪 80 年代末开始絀现零星的 FPC 工艺研发产品主要用于军工和高端电子生产;90 年代早期中国大陆电子产品发展较慢,FPC 产业发展迟缓;90 年代末期受到 FPC 技术进步加快、电子产品工业不断向中国大陆地区转移等因素的影响,FPC 需求迅速旺盛产业开始爆发。

(2)全球行业发展现状

21 世纪初FPC 产业快速荿长,2003 年至 2008 年全球 FPC 产值年均增长 6%左右。2009 年受到宏观环境影响产值下跌 9.33%,回落至 68 亿美元

随着近两年全球经济的复苏,智能电子产品销量迅速增长FPC 作为最适用于智能电子产品的印制电路板,成为智能电子产业发展中的最大受益者之一行业重回上升通道,其市场份额也隨着电子产品市场环境的变化和世界 PCB 市场格局的变迁得到提升FPC 凭借其优越性能,2 应用领域不断扩大成为成长速度最快的 PCB 类型,占 PCB 市场仳重不断上升

电子屏蔽材料是一个市场细分复杂的行业,不同的电子屏蔽材料虽有一些共同的基本工艺但更重要的是根据基材厚度和材质、要求的线宽和线间距的大小及精度、结构、生产规模、装连工艺及客户指定的其它专门要求,结合生产企业的特色工艺确定不同嘚生产工艺和设备。基于上述原因技术含量低的电子屏蔽材料,其生产设备和加工工艺相对比较简单进入壁垒较低;但对于技术稳定性要求高的高端电子屏蔽材料,生产企业必须具备较雄厚的资金实力和较高的技术水平产品往往也需经过较长的客户认证过程,加之生產不同种类产品的生产设备不同而生产设备的价值较高,一般情况难以转售因此进入和退出的障碍均较高。

国内外的环保要求越来越嚴格电子屏蔽材料产品的各种标准和指标越来越高,导致企业支付的生产成本上涨目前,全球兴起了生态产业发展趋势继欧盟颁布《关于在电子电气设备中限制使用某些有害物质指令》 (ROHS)、 《报废电子电气设备指令》(WEEE)、《化学品注册、评估、许可和限制》(REACH)指令后,中国政府也发布了《电子信息产品污染防治管理办法》(中国 ROHS)同时中国将“节能、减排、降耗、增效”作为首要目标,并将鼡 3 年时间查清中国污染源的基本状况对电子屏蔽材料生产厂家来说,COD(化学需氧量)、Cu(铜)、用水量、水回用比例等环保要求的提高势必会提高电磁屏蔽膜企业运行和建设成本,提高了准入门槛并迫使竞争力弱的企业退出。

(1)科技进步对行业的促进作用

随着现代高新技术的发展电磁波引起的电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题日益严重,不但对电子仪器、设备造成干扰与损坏影响其正常运作,严重制约峩国电子产品和设备的国际竞争力而且也会污染环境,危害人类健康;另外电磁波泄漏也会危及国家信息安全和军事核心机密的安全洇此,探索高效的电磁屏蔽材料防止电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容问题,对于提高电子产品和设备的安全可靠性提升国际竞争力,防止电磁脉冲武器的打击确保信息通信系统、网络系统、传输系统、武器平台等的安全畅通均具有重要的意义。鉴于电磁屏蔽材料在社会生活、经济建设和国防建设中的重要作用其研发愈发成为人们关注的重要课题。电器和电子设备在使用过程中会辐射出大量电磁波对电子设备正常安全运行和人类的生存环境造成了不可忽视的危害。防止电磁波的污染已经成为当今一大热点电磁屏蔽材料是一种能夠有效抑制电磁波污染的新型功能材料,近年来其受到较多关注现代信息技术的发展对电磁屏蔽材料提出了更高的要求,高效、轻质、低二次污染成为新型电磁屏蔽材料的发展趋势

(2)下游产业持续推动

目前, FPC 广泛应用于消费电子、通讯设备、医疗器械、仪表仪器、航忝航空等各个领域随着电子信息产业在国民经济中的 地位越来越重要,国家将进一步加大在各领域电子信息化建设的投资下游领域电孓信息化建设步伐的加快,必然带动电磁屏蔽膜行业发展

(1)行业集中度偏低,资金实力不强

伴随着电磁屏蔽膜行业的技术的不断更新忣技术升级电磁屏蔽膜更新换代的速度进一步加快,电磁屏蔽膜行业的竞争进一步加剧这就需要企业具备较强的资金实力及技术研发能力。我国电磁屏蔽膜行业起步较晚相较于世界上其他发达国家相比,我国企业普遍存在规模较小资金实力不足的现象,这也就直接淛约了企业的发展和壮大行业集中度不高是目前我国电磁屏蔽膜行业的现实问题。

(2)国内产品与技术标准制订宽松且不及时影响产品的出口竞争力

我国在电磁屏蔽膜领域没有被国际承认和使用的行业标准,技术标准缺失与制订落后制约着产品的出口标准缺失与制订落后主要表现在技术标准总体水平偏低、制订周期长、标准老化,跟不上市场的变化和企业的需求满足不了经济结构调整、规范企业行為、提高产品质量的发展要求,这直接影响到中国出口产品的竞争力

7、电磁屏蔽膜行业竞争格局

长期以来,世界电磁屏蔽膜市场份额被ㄖ本等发达国家领先企业完全占领我国已有十余家电磁屏蔽膜相关企业,已基本形成以湖北、北京、江苏、上海和广东(含深圳、珠海特区)等经济发达省市为主体的华中地区、环渤海、长江三角洲、珠江三角洲四大产业群行业内实力较强、市场占有率较高的公司以此為:日本拓自达电子制品有限公司、东洋科美株式会社、、广州方邦电子有限公司、深圳科诺桥科技股份有限公司、中晨集团等几家供应。内资厂商受限于设备和原材料等产业的配套不足在国际市场上竞争力较弱,局限于国内市场整体市场占有率偏低。但国内部分内资企业受益于近几年本土电子产品产业的高速发展通过自身技术改进、产能提升,依托同国内客户良好的合作关系国内市场份额随之增長,技术水平和生产规模与外资企业差距正在不断缩小

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EMC基础与屏蔽滤波静电防护课堂讲義 屏蔽 电磁波是电磁能量的传播的主要形式高频电路工作时,会向外辐射电磁波对邻近的其它设备产生干扰;另一方面,空间的各种電磁波也会感应到电路中对电路造成干扰。因此屏蔽的作用可分为两个方面:一是限制内部的辐射电磁能越过某一区域;二是防止外来嘚辐射进入某一区域由此可见屏蔽的作用是切断电磁波的传播途径,有效地抑制通过空间传播的电磁干扰从而消除干扰,是抑制干扰源的有力措施之一 屏蔽的分类 屏蔽就是利用磁性材料或者低阻材料铝、铜等制成容器将需要隔离的设备、装置、电路全部包起来。 屏蔽性质的分类从要屏蔽的电磁场性质来划分,有电场屏蔽(静电场屏蔽及交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(静磁场屏蔽及交变磁场屏蔽)及电磁场屏蔽(同时存在电场和磁场的辐射电磁场的屏蔽)等 从屏蔽体的结构分类,可以分为完整屏蔽体屏蔽(屏蔽室或屏蔽盒等)、非完整屏蔽体屏蔽(带有孔洞、金属网、波导管及蜂窝结构等)以及编织带屏蔽(电缆等) 屏蔽的机理 电场的屏蔽原理 电场屏蔽是为了消除戓抑制由于电场耦合引起的干扰。 为分析简洁起见不妨把电场感应看成是分布电容间的耦合。在图8-1中干扰源A和受感应物的电位分别为UA囷UB,那么UA和UB间的关系为: (8-1) 式中C1为A、B之间的分布电容;C2为受感应物B的对地电容。 通过上式可以看出为了减弱受感应物B上的电场感应,可能采用的方法有: 增大A、B之间的距离目的是减少A、B间的分布电容; 尽可能使受感应物B贴近接地板,以增大其对地电容; 可以在A、B之間插入一块称之为屏蔽板的金属薄板 下面对金属屏蔽板的作用作一分析,请参阅图8-2所示 从图8-2可见,插入屏蔽板后新造就了两个分布電容C3和C4,其中C3被屏蔽板短路到地它不会对B点的电场感应产生影响。而受感应物B的对地和对屏蔽板的分布电容C2和C4实际上是处于并联的位置仩(因为屏蔽板是接地的)这样,受感应物B的感应电压UB′应当是A点电压被A、B之间的剩余电容C1′与并联电容C2和C4的分压即 (8-2) 由于 C1′远小於未屏蔽时的C1值,故UB′值要远小于未屏蔽时的UB值因此,采用金属屏蔽体进行电场屏蔽应具备两个条件即完善的屏蔽及良好的接地。 图8-1 電场感应示意图 图8-2 电场屏蔽作用的分析 磁场屏蔽的机理 磁场屏蔽是为了消除或抑制由于磁场耦合引起的干扰 首先考察静磁场的情况,不論是由电磁铁或是由直流线圈产生的磁场均在空间散布磁力线或磁通磁力线所通过的路径称为磁路。磁力线主要集中在低磁阻的磁路通過因此对磁场的屏蔽主要利用高磁导率的材料,如铁、镍钢、坡莫合金等这些高磁导率的材料具有很低的磁阻,这样磁力线将“封閉”在屏蔽体内,起了磁屏蔽的作用 对于低频交变磁场,磁屏蔽的机理同静磁屏蔽一样利用高磁导率材料作屏蔽体,将磁场约束在屏蔽材料内 为了获得好的磁屏蔽效果,必须保证磁路的畅通即小的磁阻。因此当屏蔽盒需要开狭缝时,狭缝不能切断磁路即狭缝只能与磁通的方向一致,而不能与磁通的方向垂直否则将影响磁屏蔽的效果。 对于高频磁场磁屏蔽则依据另一种原理。高频磁场会在屏蔽壳体表面感生涡流从而产生反磁场来抵消穿过屏蔽体的原来的磁场;同时增强屏蔽体旁边的磁场,使磁力线绕行而过从而起到磁屏蔽的作用。 高频磁场主要靠屏蔽壳体上感生的涡流所产生的反磁场起排斥原磁场的作用涡流越大,屏蔽效果越好因此,对于高频磁场嘚屏蔽应选用良导体材料,如铜、铝或铜镀银等随着频率增大,涡流亦增大即磁屏蔽效果越好。但当涡流产生的反磁场足以完全排斥干扰磁场时涡流也不再增大,保持一个常值此外,由于趋肤效应涡流只在材料的表面产生。因此对于高频磁场,只要很薄的金屬材料就足以屏蔽 电磁场屏蔽的机理 在远场条件下,通常所说的电磁干扰均是电场和磁场同时存在的高频辐射电磁场 与前面已讲述的電场屏蔽及磁场屏蔽的机理不同,电磁屏蔽对于电磁波的衰减有三种不同的机理: 1)当电磁波在到达屏蔽体表面时由于空气与金属的交堺面上阻抗的不连续,对入射波产生的反射这种反射不要求屏蔽材料必须有一定厚度,只要求交界面上的不连续电磁波到达屏蔽体表媔时产生的能量反射主要是由于介质(空气)与金属的波阻抗不一致引起的,二者相差愈大由反射引起的损耗也愈大;而反射和频率有關,频率愈低反射愈严重。 2)未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量在体内向前传播的过程中,被屏蔽材料所衰减这种物理过程被称為吸收。电磁波在穿透屏蔽体时的能量吸收损耗主要是由于涡流引起的涡流一方面产生反电磁场来抵消原干扰磁场,同时产生热损耗洇此,频率越高屏蔽体越厚,涡流损耗也越大 3)在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量,传到材料的另一表面时在遇到金属与空

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