文档介绍：上海大学2011~2012学年秋季学期研究生课程小论文
课程名称: 微电子材料物理与化学课程编号:
论文题目: 聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究
研究生姓名: 学号:
论文评语:
成绩: 任课教师:
评阅日期:
目录
1. 前言 3
2. 电磁屏蔽原理 4
结构型聚合物基电磁屏蔽复合材料 5
复合型聚合物基电磁屏蔽复合材料 5
金属系复合型屏蔽材料 6
金属氧化物系聚合物基电磁屏蔽复合材料 7
碳系聚合物基电磁屏蔽复合材料 7
远场测试法 8
近场测试法 9
11
11
聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究
摘要:随着电磁资源在信息产业的广泛应用,电磁干扰带来了许多危害。聚合物基电磁屏蔽复合材料做为一种新型的材料对电磁波的屏蔽效果很好。本文主要介绍聚合物基电磁屏蔽复合材料的种类和屏蔽材料的性能评价方法。
关键词: 电磁屏蔽聚合物基复合材料
Abstract:As the ic resources are widely applied in electric information industry, ic interference brings about a great deal of harms. Polymer matrix ic posites as a new-style material has a perfect effectiveness in shielding ic wave. In this paper, the kinds and methods for performance estimation of polymer matrix ic posites are primarily described.
Keyword: ic shielding Polymer posite
高分子聚合物材料因其质轻、比强度高、韧性好、耐腐蚀等优良特性,在20世纪70年代以后得到了迅速发展。高分子聚合物材料,在许多领域已经逐步取代金属材料,特别是在电子、电器产业的应用极其广泛。然而,电子设备工作过程中产生的电磁辐射,导致人类生存空问的电磁环境日益恶化,不仅影响着生产,甚至直接威胁到人类的健康。电磁污染成为继大气污染、水污染、噪声污染后的一种新的污染源。随着高分子聚合物材料取代金属材料在各种电子、电器产业中的广泛应用,而大部分高分子聚合物材料对电磁波几乎是完全透明的,对电磁波毫无屏蔽作用。因此,对高分子聚合物基电磁屏蔽复合材料的研究引起了世界各国的高度重视。
早期的电磁屏蔽技术主要使用金属及其复合材料,虽然这类材料具有良好的屏蔽性能,但是其弹性低、密度大、易腐蚀,价格昂贵,难于调节屏蔽效能,再生能力差。近年来随着聚合物基复合材料的出现及快速发展,以及在屏蔽电磁波应用领域有着很好的潜在优势,此类材料已经得到了很广泛的应用[1~3]。电磁屏蔽聚合物材料主要分为复合型与结构型[4]。复合型电磁屏蔽聚合物材料是以绝缘聚合物为基质,通过在其中加入一定量具有优良导电性能的物质复合而成,其导电过程靠金属微粒提供自由电子载流子来实现。结构型电磁屏蔽聚合物材料是指分子结构本身能导电或经过掺杂处理之后具有导电功能的聚合物,如聚乙炔、聚吡咯[5]等。
电磁屏蔽的作用是减弱由某些辐射源所产生的某个区(不包含这些源)内的电磁场效应,有效地控制电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害。其作用原理是采用低电阻的导体材料,由于导体材料对电磁能流具有反射和引导作用,在导体材料内部产生与源电磁场相反的电流和磁极化,从而减弱源电磁场的辐射效果,通常用屏蔽效能(SE)来表示[6]。所谓屏蔽效能是指没有屏蔽时入射或反射电磁波与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值,即为屏蔽材料对电磁信号的衰减值,单位为(dB)。
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、电磁波的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[7,8]。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[9,10]。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。
电磁波传播到达屏蔽材料表面时,通常按3种不同机理进行衰减:①在入射表面的反射衰减;②未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;③在屏蔽体内部的多次反射衰减。电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算[11,12]
SE = A 十R 十B
A=