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屏蔽材料和电磁波的屏蔽原理

发布时间:2019-06-24 10:08

1、电磁屏蔽材料

如何采用有效的办法屏蔽外来辐射,防止电磁辐射对人的伤害,以及减少电磁辐射污染,保护生态环境,已成为亟待解决的问题,我们日常接触到的电磁波,其穿透能力都不是很强,可以用屏蔽方法减少或阻止电磁波的辐射,利用电磁辐射屏蔽材料就是最直接有效的防护方式之一。

电磁辐射防护材料的基本原理主要是电磁波穿过防电磁辐射材料时,电磁波在材料内的多次反射产生电磁反射、电磁吸收,导致电磁波能量衰减。根据电磁波的传播原理,人们研究了适用于不同领域的各种电磁屏蔽技术,如电磁屏蔽纺织和非织造产品、电磁屏蔽纸技术、板材技术、薄膜技术和织物技术等。根据Schelkunoff电磁屏蔽理论,金属材料的电磁屏蔽效果为电磁波的反射损耗、电磁波吸收损耗与电磁波在屏蔽材料内部多次反射过程中的损耗三者之和。银、铜、铝等是极好的电导体,相对电导率αr大,电磁屏蔽效果以反射损耗为主;而铁和铁镍合金等属于高磁导率材料,相对磁导率μr大,电磁屏蔽衰减以吸收损耗为主,一般情况下,材料的导电性越好,屏蔽效果越好;随着频率升高,电磁波穿透力增强,屏蔽效果下降[6]。过去的几十年里,家用电器发展迅速,给我们生活带来了诸多方便,同时电磁波辐射的污染问题也日益严重,因此人们研究了适合众多领域的电磁屏蔽技术。目前较好地并可用于电磁屏蔽产品的新材料主要有本征导体高聚物材料(如聚苯胺、聚苯撑、聚吡咯等)、碳纤维材料、有机导电纤维材料(如金属氧化物等)、金属微粉材料(如羰基铁、羰基镍等)、纳米材料、功能纤维材料(碳化硅纤维等)等。

2、电磁波的原理

电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量,电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、x射线和伽马射线等等。人眼可接收到的电磁辐射,波长大约在380至780 nm之间,称为可见[5]。只要是本身温度大于绝对零度的物体,都可以发射电磁辐射,世界上并不存在温度等于或低于绝对零度的物体。因此,人们周边所有的物体时刻都在进行电磁辐射。但是只有处于可见光频率之内的电磁波,才可以被人们看到的。

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