屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料研究.docVIP

屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料的研究 磁屏蔽材料的综述及研究论文,主要是结构型高分子导电材料 (例如,聚乙炔,聚吡咯,聚苯胺等)及填充型复合材料(例如,金 属纤维,碳纤维填充的高分子材料) [1～5 ]。虽然,涂铭旌等[6 ]曾 文章编号 :100129731 (2002) 0520492203 屏蔽电磁干扰高分子磁性复合材料的研究 X 吴瑞雯 1,林　云 2,林展如 3,干久志 3 (1.深圳市康源有机磁业有限公司 ,广东深圳 518026 ;2.四川大学材料科学与工程学院 ,四川成都 610065 ; 3.四川师范大学化学系 ,四川成都 610066 ) 摘　要 :　与铁氧化比较 ,二茂铁高分子磁性材料 (OPM)在 1000MHz以下 ,其频率 2磁导率 ( f 2μ′)及温度 2磁导率 ( T 2μ′)变化 不大 .研究了金属纤维及碳纤维填充的 OPM复合材料及其配位 金属 (Cu、Co、Ni)类型、屏蔽形式对屏蔽效果 (SE)的影响。 关键词 :　高分子磁性材料 ;电磁屏蔽 ;应用 中图分类号 :　TN011 ;TB324　　　　文献标识码 :A 1　引　言 随着电子信息产业的高速发展 ,电子产品的普及和电子设 备壳体材料朝以塑料代替金属的方向发展,产生了电子设备一 方面对周围的电磁干扰十分敏感,另一方面它向周围环境发出 新的电磁干扰( EMI) ,影响其它电子系统的正常运作,这种由电 磁波形成的不为人们所觉察的“电子雾”对长期处于电磁波辐射 下的工作者造成严重的健康损害。迄今为止,已有许多报道电 本文首次报道,以我们多年来研制成功的二茂铁型高分子 磁性材料[7 ]为基料,分别与铜纤维,不锈钢纤维和碳纤维复合, 以探索在10～1000MHz频段下,有良好SE的新型电磁屏蔽复合 材料及其应用前景。 2　实　验 按作者发明专利[7 ]以二茂铁为原料经多步反应合成二茂铁 高分子母体(无磁性) ,再与过渡金属(Cu、Co、Ni)离子配位,经特 殊处理成比重1. 05 ,平均粒度0. 8～1. 1μm的二茂铁型高分子磁 性材料(OPM) ,并在150～160℃的双辊机上与导电填充物(金属 纤维或碳纤维)及适量的聚乙烯充分混炼后,热压成测试样品, 用HP4291B测试样品的f2μ′2μ″关系。不锈钢纤维(径向比160) 及铜纤维(径向比150)由四川省特种磁体开发应用中心提供, 磁纤维由吉林碳素厂提供,规格为聚丙烯晴基( PAN基) T300 报道聚乙烯 2Ni粉PNiZn铁氧体及纳米 Fe3O4等软磁材料的屏蔽 功能 ,却极少有人报道材料的磁性对屏蔽效果的影响 ,更未见报 道二茂铁型高分子磁性材料屏蔽性能的研究。 根据 Schelkunoff电磁屏蔽原理、屏蔽效果 (SE)可用下式表 示 SE = R + A + B (1) 　　式中 R为电磁波的反射损耗 , A为电磁波的吸收损耗 , B 为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗 ,当 A 15dB时 , B 可忽略 ,故式 (1)可表达为 SE = R + A (2) R = 168 -10log(μr ·αr ) (3) fP A = 1. 31 tf ·αr ·μr (4) μr为屏蔽材料的相对磁导率 ;αr为屏蔽材料的相对导电率 , f 为电磁波的频率 (Hz) ; t为屏蔽材料的厚度 (cm)。 由此可见 ,材料的屏蔽效果 ( SE)与其导电率、磁导率、材料 的厚度及入射的电磁波频率密切相关。 若材料为良导体 ,αr大则 R值大 ,即在高频电磁场的屏蔽 效果主要取决于表面的反射损耗 ,而对高磁导率材料 (例如 ,Fe , Fe2Al合金等 ),材料的衰减主要由吸收衰减值 A决定 ,因此 ,低 频屏蔽须有良好的导电率及磁导率 ,且材料有足够的厚度。 - 型 ,密度 (1. 60gPcm 3)直径 6μm,体积电阻 1. 8 ×10 3Ω·cm屏蔽性 能按 SJ20524标准 ,用屏蔽效能同轴设备测试。 3　结果与分析 3. 1　OPM的 f2μ′与 T2μ′关系 研究表明 , (OPM)在 1000MHz以下 ,其磁导率 (μ′)随频率 (f )的变化甚小 [8～10] ,这与 NiZn等铁氧体材料的 f2μ′曲线呈波 浪型成明显的对照 (图 1) ,另外 OPM在相当广泛的温度范围 (1. 5～450K)内 μ′基本不随温度而变化 (图 2) ,因此 ,用 OPM制作 的电子器件无需进行电容或温度补偿 ,这对环境变化十分敏感 的军工产品有重要的应用。 图 1　OPM与