С развитием современных высоких технологий проблемы электромагнитных помех (ЭМП) и электромагнитной совместимости (ЭМС), вызываемые электромагнитными волнами, становятся все более и более серьезными.Они не только вызывают помехи и повреждения электронных приборов и оборудования, влияют на их нормальную работу и серьезно ограничивают международную конкурентоспособность нашей страны в области электронных изделий и оборудования, но и загрязняют окружающую среду и ставят под угрозу здоровье человека;кроме того, утечка электромагнитных волн также поставит под угрозу национальную информационную безопасность и безопасность основных военных секретов.В частности, электромагнитное импульсное оружие, представляющее собой оружие новой концепции, совершило существенные прорывы и может напрямую поражать электронное оборудование, энергетические системы и т. д., вызывая временный сбой или необратимое повреждение информационных систем и т. д.

Таким образом, изучение эффективных электромагнитных экранирующих материалов для предотвращения электромагнитных помех и проблем с электромагнитной совместимостью, вызванных электромагнитными волнами, повысит безопасность и надежность электронных продуктов и оборудования, повысит международную конкурентоспособность, предотвратит использование оружия с электромагнитным импульсом и обеспечит безопасность информационных систем связи и сетевых систем. , системы трансмиссии, оружейные платформы и т.д. имеют большое значение.

1. Принцип электромагнитного экранирования (EMI)

Электромагнитное экранирование — это использование экранирующих материалов для блокировки или ослабления распространения электромагнитной энергии между экранируемой областью и внешним миром.Принцип электромагнитного экранирования заключается в использовании экранирующего тела для отражения, поглощения и направления потока электромагнитной энергии, который тесно связан с зарядами, токами и поляризацией, индуцированными на поверхности экранирующей конструкции и внутри экранирующего тела.Экранирование делится на экранирование электрического поля (электростатическое экранирование и экранирование переменного электрического поля), экранирование магнитного поля (экранирование низкочастотного магнитного поля и высокочастотного магнитного поля) и экранирование электромагнитного поля (экранирование электромагнитных волн) в соответствии с его принципом.Вообще говоря, электромагнитное экранирование относится к последнему, то есть к одновременному экранированию электрического и магнитного полей.

2. Электромагнитный экранирующий материал

В настоящее время широко используются композиционные электромагнитные экранирующие покрытия.В их состав входят пленкообразующая смола, токопроводящий наполнитель, разбавитель, связующий агент и другие добавки.Токопроводящий наполнитель является важной его частью.Обычными являются порошок серебра (Ag) и порошок меди (Cu), порошок никеля (Ni), порошок меди с серебряным покрытием, углеродные нанотрубки, графен, нано-ATO и т. Д.

2.1Углеродные нанотрубки(УНТ)

Углеродные нанотрубки имеют отличное соотношение сторон, отличные электрические и магнитные свойства, а также показали отличные характеристики проводимости, поглощения и экранирования.Поэтому исследования и разработки углеродных нанотрубок в качестве токопроводящих наполнителей для электромагнитных экранирующих покрытий становятся все более популярными.Это предъявляет высокие требования к чистоте, производительности и стоимости углеродных нанотрубок.Углеродные нанотрубки производства Hongwu Nano, в том числе одностенные и многостенные, имеют чистоту до 99%.То, диспергированы ли углеродные нанотрубки в матричной смоле и имеют ли они хорошее сродство с матричной смолой, становится прямым фактором, влияющим на эффективность экранирования.Hongwu Nano также поставляет раствор для дисперсии углеродных нанотрубок.

2.2 Чешуйчатый серебряный порошок с низкой кажущейся плотностью

Самым ранним опубликованным проводящим покрытием был патент, выданный Соединенными Штатами в 1948 году, который превращал серебро и эпоксидную смолу в проводящий клей.Электромагнитная экранирующая краска, приготовленная с использованием измельченных в шаровой мельнице чешуйчатых серебряных порошков производства Hongwu Nano, обладает характеристиками низкого сопротивления, хорошей проводимости, высокой эффективностью экранирования, высокой устойчивостью к воздействию окружающей среды и удобной конструкцией.Они широко используются в коммуникациях, электронике, медицине, аэрокосмической, ядерной технике и других областях.Защитная краска также подходит для покрытия поверхностей из АБС, ПК, АБС-ПКПС и других инженерных пластиков.Показатели производительности, включая износостойкость, стойкость к высоким и низким температурам, влаго- и термостойкость, адгезию, удельное электрическое сопротивление, электромагнитную совместимость и т. д., могут достигать стандарта.

2.3 Медный порошок и никелевый порошок

Токопроводящая краска из медного порошка имеет низкую стоимость и легко окрашивается, а также обладает хорошим электромагнитным экранирующим эффектом, поэтому она широко используется.Он особенно подходит для анти-электромагнитных волн интерференции электронных продуктов с конструкционным пластиком в качестве корпуса, потому что токопроводящую краску из медного порошка можно легко распылять или чистить кистью.Пластиковые поверхности различной формы металлизированы для образования электромагнитного экранирующего проводящего слоя, так что пластик может выполнять функцию экранирования электромагнитных волн.Морфология и количество медного порошка оказывают большое влияние на проводимость покрытия.Медный порошок имеет сферическую, дендритную и хлопьевидную формы.Форма чешуек имеет гораздо большую площадь контакта, чем сферическая форма, и показывает лучшую проводимость.Кроме того, медный порошок (медный порошок с серебряным покрытием) покрыт неактивным порошком металлического серебра, который нелегко окислить, а содержание серебра обычно составляет 5-30%.Токопроводящее покрытие из медного порошка используется для решения проблемы электромагнитного экранирования ABS, PPO, PS и других инженерных пластиков и дерева. Электропроводность имеет широкий спектр применения и значение для продвижения.

Кроме того, результаты измерения эффективности электромагнитного экранирования нано-никелевого порошка и электромагнитных экранирующих покрытий, смешанных с нано- и микронным никелевым порошком, показывают, что добавление нано-частиц Ni может снизить эффективность электромагнитного экранирования, но может увеличить потери поглощения.Снижается тангенс угла магнитных потерь, а также ущерб, наносимый окружающей среде, оборудованию и здоровью человека электромагнитными волнами.

2.4 Нанооксид олова и сурьмы (ATO)

Нано-порошок АТО, как уникальный наполнитель, обладает высокой прозрачностью и проводимостью, а также широким спектром применения в области материалов для покрытия дисплеев, проводящих антистатических покрытий и прозрачных теплоизоляционных покрытий.Среди материалов покрытия дисплея для оптоэлектронных устройств наноматериалы ATO обладают антистатическими, антибликовыми и антирадиационными функциями и впервые были использованы в качестве материала покрытия дисплея, экранирующего электромагнитные поля.Материалы нанопокрытия ATO обладают хорошей светопроницаемостью, хорошей электропроводностью, механической прочностью и стабильностью, и их применение в устройствах отображения является одним из наиболее важных промышленных применений материалов ATO в настоящее время.Электрохромные устройства (такие как дисплеи или интеллектуальные окна) в настоящее время являются важным аспектом приложений nano-ATO в области дисплеев.

2.5 Графен

Как новый тип углеродного материала графен, скорее всего, станет новым типом эффективного электромагнитного экранирования или материала, поглощающего микроволны, чем углеродные нанотрубки.К основным причинам относятся следующие аспекты:

① Графен представляет собой шестиугольную плоскую пленку, состоящую из атомов углерода, двумерный материал толщиной всего в один атом углерода;

②Графен — самый тонкий и твердый наноматериал в мире;

③Теплопроводность выше, чем у углеродных нанотрубок и алмазов, достигая примерно 5 300 Вт/м•К;

④Графен – это материал с самым маленьким удельным сопротивлением в мире, всего 10-6 Ом•см;

⑤ Подвижность электронов графена при комнатной температуре выше, чем у углеродных нанотрубок или кристаллов кремния, и превышает 15 000 см2/В•с.По сравнению с традиционными материалами графен может преодолеть первоначальные ограничения и стать эффективным новым поглотителем волн, отвечающим требованиям поглощения.Волновые материалы имеют требования «тонкие, легкие, широкие и прочные».

Улучшение характеристик электромагнитного экранирования и поглощающего материала зависит от содержания поглощающего агента, характеристик поглощающего агента и хорошего согласования импеданса поглощающей подложки.Графен не только обладает уникальной физической структурой и отличными механическими и электромагнитными свойствами, но также обладает хорошими свойствами поглощения микроволнового излучения.После его соединения с магнитными наночастицами можно получить новый тип поглощающего материала, который имеет как магнитные, так и электрические потери.И он имеет хорошие перспективы применения в области электромагнитного экранирования и микроволнового поглощения.

Для вышеупомянутых распространенных материалов для электромагнитного экранирования нанопорошков оба доступны от Hongwu Nano со стабильным и хорошим качеством.