電磁屏蔽混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀
2007-01-01 00:00
| 摘要:在介紹電磁屏蔽材料的種類和電磁屏蔽原理的基礎上，論述了近年來電磁屏蔽混凝土的發(fā)展現(xiàn)狀，并展望了電磁屏蔽混凝土的研究趨勢和應用前景，最后對電磁屏蔽混凝土的開發(fā)與示范進行了闡述。 0 前言 當今社會，隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的高速發(fā)展和各類電子產(chǎn)品的普遍使用，移動通訊、廣播、雷達、磁療、計算機等等已成為人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常接觸的同時，使電磁波輻射成為了一種新的社會公害。電磁輻射會影響人們的身體健康，并且會對周圍的電子儀器設備造成嚴重干擾，使它們的工作程序發(fā)生序亂，產(chǎn)生錯誤動作；同時，電磁輻射會泄露信息，使計算機等儀器無信息安全保障。為此，許多發(fā)達國家及國際組織近年都制定了相應的法規(guī)及標準，如德國的VDE法規(guī)、美國的FCC法規(guī)以及國際無線電抗干擾特別委員會（ISPR）制定的國際標準和實驗方法等，以限制電子公害的發(fā)展[1～3]。 電磁屏蔽混凝土是通過對混凝土進行改進而得到的一種防護或遮擋電磁波的混凝土，主要作用是防止建筑內(nèi)部電磁信號的泄露和外部的電磁干擾。隨著公眾無線通訊與電子電器設備的廣泛應用，帶來的電磁環(huán)境惡化以及電磁信號泄露失密的威脅日益嚴重，這就為混凝土遮擋電磁波提出了更高的要求，故該研究將更趨活躍。 1 電磁屏蔽材料的種類以及屏蔽原理 1.1 電磁屏蔽材料的種類 當前，電磁屏蔽材料的研究主要集中在：型新復合抗電磁干擾（EMI：Electro-Magnetic-Interference）材料，納米抗EMI材料，六角抗EMI材料、多層片式濾波器中使用的低溫燒結NiZnCu 鐵氧體材料，以及片式電感的制作以及多層片式濾波器。 目前，電磁屏蔽材料主要有鐵磁類、良導體類、復合類三類[4]，電磁屏蔽材料的分類見表1： 表1電磁屏蔽材料的分類 種類 鐵磁類 良導體類 復合類 金屬鐵磁材料 金屬薄板材 導電橡膠 橡膠芯金屬箔襯墊 材料 鐵氧體材料 金屬絲網(wǎng) 導電塑料 導電涂料 型材 1.2 電磁屏蔽原理 電磁屏蔽主要用來防止高頻磁場的影響，從而有效地控制電磁波從某一區(qū)域向另一區(qū)域進行輻射傳播。其基本原理是：采用低電阻的導體材料，并利用電磁波在屏蔽到體表面的反射和在導體內(nèi)部的吸收以及傳輸過程的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用，通常用屏蔽效果（SE）表示[5]。屏蔽效果（SE）為沒有屏蔽時入射或發(fā)射電磁波與在同一地點經(jīng)屏蔽后反射或透射電磁波的比值，即為屏蔽材料對電磁信號的衰減值，其單位用貝（dB）表示，可寫成如下的方程式[6]： SE=20log(Eb/Ea) SE=20log(Hp/Ha) ⑴ SE=20log(Pb/Pa) 式中，Eb\Ea為屏蔽前、后的電場強度，Hb\Ha為屏蔽強、后的磁場強度，Pb、Pa 為屏蔽前、后的能量場強度。 衰減值越大，表明屏蔽效果更好。根據(jù)Schelkunoff電磁屏蔽理論，材料的屏蔽效果可用下示表示： SE=R+A+B ⑵ 式中 R——電磁波到達屏蔽體表面時，由波阻抗的突變引起的電磁波單次反射損耗； A——未被電磁屏蔽體表面反射而進入屏蔽材料內(nèi)部的電磁波，不斷被屏蔽材料吸收和衰減而引起的電磁波吸收損耗； B——在屏蔽材料內(nèi)部尚未損耗掉的電磁波在屏蔽體的兩個界面建多層反射而引起的電磁波多次 反射損耗修正項。 當A﹥10dB時，B可忽略不計。式⑵可表示為： SE=R+A |