解析廢納米晶磁片植入環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的電磁屏蔽作用論文

　　前言

　　隨著(zhù)當代工業(yè)社會(huì )的發(fā)展，電磁輻射引起的電磁污染已成為繼大氣污染、水污染、噪音污染后的第四大污染。電磁波引起的電磁干擾(EMI)不僅會(huì )干擾電氣設備，也會(huì )對人體健康帶來(lái)嚴重的威脅，如何解決上述問(wèn)題成為當務(wù)之急。傳統的電磁屏蔽材料著(zhù)重強衰減，而新型材料則大多采用復合技術(shù)，突出低成本、無(wú)污染、質(zhì)量輕、頻帶寬和性能好等特點(diǎn)，能適應不同場(chǎng)合和環(huán)境的應用需求。自1960年美國Duwez教授發(fā)明了用快淬工藝制備非晶態(tài)合金之后，非晶納米晶軟磁材料的制造和應用凸顯優(yōu)異的節能和環(huán)保效益。本課題組對納米晶軟磁材料的性能研究已經(jīng)做了一些相關(guān)工作。筆者將廢納米晶磁片加入環(huán)氧樹(shù)脂復合材料中，研究其對復合材料的電磁屏蔽效率和導熱系數的影響，并探究一種節能環(huán)保的新型電磁屏蔽材料。

　　1 實(shí)驗材料及方法

　　采用廢納米晶磁片、干燥后粉碎的樹(shù)葉、廢塑料粉末、廢玻璃粉末以及質(zhì)量分數為97%以上的SiC粉末等原料，用環(huán)氧樹(shù)脂及其固化劑粘結后，在特制模具中壓制成直徑為50mm、厚度為8mm的復合材料，經(jīng)72h固化處理，進(jìn)行電磁屏蔽效率及導熱系數的測定。

　　使用QX-5電磁輻射測試儀測試電磁屏蔽效率η;使用WNK-100導熱系數測定儀，在設定溫度為55℃條件下測量導熱系數λ。廢納米晶磁片中各成分的質(zhì)量分數分別為硼1%～3%，硅0.5% ～1.0%，鎳1% ～3%，釤0.05%～0.10%，其余為鐵。

　　2 結果與討論

　　加入廢納米晶磁片的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的表面結構。復合材料組織中分布著(zhù)廢納米晶磁片顆粒，組織中存在孔隙。

　　工頻(50Hz)電磁屏蔽效率隨著(zhù)廢納米晶磁片的質(zhì)量分數的變化曲線(xiàn)�？梢�(jiàn)：隨著(zhù)廢納米晶磁片的質(zhì)量分數增加至40%，復合材料的工頻電磁屏蔽效率得到提高。

　　高頻(3MHz～30MHz)電磁屏蔽效率隨著(zhù)廢納米晶磁片的質(zhì)量分數的變化曲線(xiàn)�？梢�(jiàn)：隨著(zhù)廢納米晶磁片的質(zhì)量分數增加，電磁屏蔽效率得到提高。廢納米晶磁片對高頻輻射的屏蔽效率略高于工頻輻射的屏蔽效率。

　　納米晶軟磁材料屬于磁介質(zhì)型吸波材料，其吸波機制與鐵氧體的類(lèi)似，它具有較大的磁損耗正切角，依靠磁滯損耗、疇壁共振和自然共振、后效共振等磁化機制衰減和吸收電磁波。納米晶材料含有鐵磁性的金屬超細微粒，具有復數磁導率和復數介電常數，與微波頻率電磁波有強烈相互作用，因此具有大量吸收電磁波能量的條件。從金屬超細微粒的散射衰減來(lái)看，當外來(lái)電磁波作用到某一微粒時(shí)，一部分微波能量透過(guò)微粒，一部分被微粒散射，另一部分被微粒損耗掉。當微波經(jīng)過(guò)多個(gè)微粒作用后，衰減作用也增大。磁性超細微粒由于存在磁各向異性、形狀各向異性，微粒內部必然存在一個(gè)等效各向異性場(chǎng)，磁矩繞這個(gè)等效場(chǎng)存在阻尼作用，如果有一交變場(chǎng)作用在此磁矩上，當進(jìn)動(dòng)頻率和交變頻率相同時(shí)，將發(fā)生共振，從而導致對電磁波的強行吸收。這也是磁性金屬超細微粒吸收電磁波能量的一種方式。綜上所述：由于納米晶軟磁材料的比表面積很大，可以有效地衰減電磁輻射;又因為金屬微粒具有良好的鐵磁性，因此與電磁波的相互作用強，可更有效地衰減電磁輻射。環(huán)氧樹(shù)脂復合材料中含有大小不均、形狀無(wú)規則的廢納米晶磁片顆粒。

　　由上述原因及電磁屏蔽的原理可知：其電磁輻射的吸收損耗很大，同時(shí)它對電磁輻射有反射損耗，所以廢納米晶磁片的加入提高了環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的電磁屏蔽效率。加入整片納米晶片的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的高頻電磁屏蔽效率，隨著(zhù)塑料的質(zhì)量分數的變化曲線(xiàn)�？梢�(jiàn)：加入整片納米晶片的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的工頻電磁屏蔽效率與高頻電磁屏蔽效率均較高，在95%以上�？芍�：這是由納米晶軟磁材料的特性決定的。不難看出：加入整片納米晶軟磁片的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的電磁屏蔽效率明顯高于加入廢納米晶磁片顆粒的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的。這是因為加入廢納米晶磁片顆粒的復合材料有很多導電不連續點(diǎn)，即屏蔽體不同部分結合處形成的不導電縫隙，這些不導電的縫隙就產(chǎn)生了電磁泄漏，所以加入整片納米晶軟磁片的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的電磁屏蔽效率高于加入廢納米晶磁片顆粒的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的。

　　工頻電磁屏蔽效率隨著(zhù)SiC的質(zhì)量分數的變化曲線(xiàn)。高頻電磁屏蔽效率隨著(zhù)SiC的質(zhì)量分數的變化曲線(xiàn)�？梢�(jiàn)：加入無(wú)機材料的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的工頻電磁屏蔽效率高于其高頻電磁屏蔽效率。對比可知：加入納米晶軟磁材料的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的電磁輻射屏蔽效率高于含有無(wú)機材料的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料對高頻輻射的屏蔽效率。加入廢納米晶磁片顆粒的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的導熱系數曲線(xiàn)�？芍�：復合材料的導熱系數較小，且較為穩定，不隨著(zhù)廢納米晶磁片的質(zhì)量分數增加而產(chǎn)生較大的變化。這就確保在不斷增加納米晶軟磁材料的質(zhì)量分數來(lái)提高電磁屏蔽效率時(shí)，不會(huì )引起環(huán)氧樹(shù)脂復合材料導熱系數的增大，從而使加入廢納米晶磁片和塑料的環(huán)氧樹(shù)脂復合材料在具有較高的電磁屏蔽效率的同時(shí)，還具有較好的保溫性能。

　　3 結語(yǔ)

　　環(huán)氧樹(shù)脂復合材料具有較高的電磁屏蔽效率，隨著(zhù)廢納米晶磁片的質(zhì)量分數增加，復合材料的工頻電磁屏蔽效率明顯增大，尤其是整片納米晶磁片加入后，其工頻和高頻電磁屏蔽效率可達90%以 上;由于其導熱系數較小，不隨其它成分的改變而大幅度變化，復合材料具有較好的保溫性能。另外，環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的原料是廢納米晶磁片、廢玻璃、廢塑料和SiC粉末等，因此具有節能減排和廢物回用效果，是一種具有應用價(jià)值的環(huán)保材料。

【解析廢納米晶磁片植入環(huán)氧樹(shù)脂復合材料的電磁屏蔽作用論文】相關(guān)文章：

有孔箱體的電磁屏蔽分析03-07

納米復合材料技術(shù)發(fā)展及前景03-10

納米材料論文10-21

淺究碳納米管納米復合材料的研究現狀及問(wèn)題06-09

納米材料初探論文12-01

解析幾種有效的開(kāi)關(guān)電源電磁干擾的抑制措施03-18

熱處理對電磁攪拌鋅基復合材料力學(xué)性能的影響03-03

納米CeO2/Zn金屬基復合材料在鋅鍍層中的應用03-28

碳纖維復合材料火箭發(fā)動(dòng)機殼體用韌性環(huán)氧樹(shù)脂基體03-21

解析海明威的《雨中貓》論文01-20