參考文獻
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2 沙斐 1機電一體化系統的電磁兼容技術(shù) 1北京: 中國電
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引言
隨著(zhù)電子、通信等技術(shù)的快速發(fā)展 , 電磁輻射已成為一種新的污染源 , 世界衛生組織把電磁輻射污染列為世界第三大公害。電磁輻射污染會(huì )導致電磁干擾、電磁環(huán)境污染和電磁信息泄密等一系列問(wèn)題。
過(guò)去的研究大部分集中在電場(chǎng)的輻射危害,F在通過(guò)大量調查研究發(fā)現 , 低頻磁場(chǎng)的危害尤為嚴重。一方面 , 低頻磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾是影響其他電子電氣設備正常工作的重要因素。例如 , 發(fā)動(dòng)機所產(chǎn)生的低頻磁場(chǎng)能使附近的計算機的圖象和讀數及通信設備產(chǎn)生失真。另一方面 , 低頻磁場(chǎng)會(huì )使人體的中樞神經(jīng)系統紊亂、心血管系統失調 , 并增加白血病、腦瘤、乳腺癌的發(fā)病率。因此 , 低頻磁場(chǎng)會(huì )嚴重危及國家政治、軍事和社會(huì )安全 , 對低頻磁場(chǎng)的輻射采取預防與治理措施顯得十分必要。
減少低頻磁場(chǎng)輻射的方法有很多 , 除在結構上合理布線(xiàn)、合理安置元部件外 , 采用磁屏蔽材料進(jìn)行磁屏蔽也是一種有效方法。例如 , 用磁屏蔽材料建立磁屏蔽室 , 對電力、電子設備外殼進(jìn)行磁屏蔽 , 用磁屏蔽材料對信號線(xiàn)和電源線(xiàn)進(jìn)行屏蔽 , 以 達到防止外磁場(chǎng)對設備、器件干擾的目的。因此 , 從材料角度講 , 研究和開(kāi)發(fā)新的低頻電磁波磁屏蔽材料尤為必要。
傳統的低頻磁屏蔽材料多采用薄鋼板、薄片、薄帶等單一材料 , 如常用鐵、硅鋼片、不銹鋼、坡莫合金等作低頻磁屏蔽材料。材料經(jīng)常被機械加工成薄板、薄片或薄帶 , 這不僅會(huì )降低材料的磁屏蔽性能 , 而且使得能耗增大、成本增高、性?xún)r(jià)比降低、使用不方便。
選擇非晶磁性合金粉、鎳粉等并將其復合作為屏蔽涂料的導磁填料 , 研制出低頻磁屏蔽復合涂料 , 不僅工藝簡(jiǎn)單 , 而且成本低 , 使用方便。
2 實(shí)驗
211 材料( 采用的原材料有: 鎳粉 經(jīng)過(guò)表面改性的平均 μ ( μ 粒度為 210~312 m; 磁性纖維 直徑 8 m , 長(cháng)徑 ) ( 比為 6~10∶1 ; 非晶磁粉 經(jīng)過(guò)表面改性的平均μ ) ( ) 粒度為 40~70 m ; 鈦酸酯偶聯(lián)劑 自制 ; 改性( ) ( ) 丙烯酸樹(shù)脂 自制 ; 專(zhuān)用稀釋劑 自制 。
212 制備工藝 ( 主要工藝為: 先將導磁填料 包括鎳粉、磁性 ) 纖維和非晶磁粉等 進(jìn)行偶聯(lián)處理 , 并按比例配制成復合填料 , 然后向復合填料中按比例加入潤濕溶劑和樹(shù)脂等; 再對混合物通過(guò)專(zhuān)用設備進(jìn)行研磨、球磨讓其充分混合 , 最后加入溶劑攪拌均勻并調節粘度并將成品封裝入桶。
213 性能測試
首先, 按一定規格制作一個(gè)用于磁屏蔽性能測試的盒子 , 并將其處理干凈 , 然后將制備好的磁屏蔽復合涂料均勻地噴涂或刷涂于盒子表面 , 并將其進(jìn)行室溫 24h 固化和干燥 , 最后進(jìn)行涂層厚度和磁屏蔽性能測試。
低頻磁屏蔽性能測試方法如下: 先在盒子中選擇一定的位置點(diǎn) , 然后對同一點(diǎn)在不同頻率下 , 在盒子未涂涂料前和涂涂料后進(jìn)行磁場(chǎng)強度測試。低頻磁屏蔽效能可以通過(guò)如下公式計算獲得
H
0
( )
SE = 20lg 1
H
1
式中 SE ———低頻磁屏蔽效能 , dB
H ———盒子未涂涂料前所測得的磁場(chǎng)強度
0
H ———盒子涂涂料后所測得的磁場(chǎng)強度
13 結果與討論
311 涂料粘度和涂層厚度
經(jīng)過(guò)測試 , 涂料粘度為 30~40s, 涂層厚度為
μ
200~400
m。
312 涂料低頻磁屏蔽性能
低頻電磁波磁屏蔽復合涂料在電磁波低頻區
)
(
f ≤20kHz 的頻率范圍內 , 磁屏蔽效能測試結果如圖1 所示 , 其低頻磁屏蔽效能 SE 最高可達14~15dB , 而且在低頻區存在兩個(gè)屏蔽峰值。1
1
根據低頻磁屏蔽理論 , 一個(gè)由鐵磁材料制成的盒子放在外磁場(chǎng)中 , 磁力線(xiàn)大部分被集中在屏蔽體內部通過(guò)。因此 , 屏蔽盒在低頻區有磁屏蔽作用。
Φ
由磁路定律可以知道 , 屏蔽體內部的磁通量 由
下式計算1
1
在高磁導率、大磁路截面積和低磁阻條件下 , 材料的低頻磁屏蔽效能好。我們選擇了高磁導率的非晶磁粉、磁性纖維、鎳粉作復合導磁填料 , 這些導磁填料作為導磁網(wǎng)絡(luò )的基體。丙烯酸樹(shù)脂作為粘接劑有助于填料形成密實(shí)的導磁網(wǎng)絡(luò )。將所制備的涂料涂在盒子上并完全固化后 , 形成了密實(shí)而均勻的導磁網(wǎng)絡(luò ) , 這個(gè)網(wǎng)絡(luò )有很好的導磁性能。因而 ,磁路變得流暢 , 大部分磁力線(xiàn)被集中在屏蔽體內部通過(guò) , 泄漏到外邊的磁力線(xiàn)很少。因此 , 能對低頻
磁場(chǎng)進(jìn)行屏蔽。
用導磁材料制成的屏蔽體對低頻線(xiàn)圈進(jìn)行磁屏蔽的磁力線(xiàn)分布如圖 2 所示。4 結論
本文研制了一種新型的低頻電磁波磁屏蔽復合 ( ) 涂料。該涂料在電磁波低頻區 f ≤20kHz 的頻率范圍內 , 磁屏蔽效能 SE 最高可達 14~15dB。涂μ 料粘度為 30~40s, 涂層厚度為 200~400 m。
該涂料成本低、使用方便 , 能降低低頻電磁輻射污染 , 在低頻電磁屏蔽領(lǐng)域有應用價(jià)值。
5 應用
這種涂料可使用于從恒定磁場(chǎng)到 20kHz 的整個(gè)電磁波低頻段。低頻電磁波磁屏蔽復合涂料具有抗磁場(chǎng)干擾、防電磁環(huán)境污染和防電子信息泄漏的性能 , 可涂敷在塑料、木材、混凝土、金屬等表面而建造成磁屏蔽室、電子信息保密室; 可進(jìn)行電子電氣設備外殼的磁屏蔽和信號線(xiàn)與電源線(xiàn)的屏蔽等。低頻磁屏蔽復合涂料的使用噴涂、刷涂均可 , 室溫或低溫烘干固化。
研制出一種新型的低頻電磁波磁屏蔽材料 , 通過(guò)理論分析和試驗 , 證明其低頻電磁波磁屏蔽性能。
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