電磁屏蔽原理

電磁屏蔽指的是對電磁波的傳播進行限制，利用屏蔽材料阻隔或減少電磁波發(fā)射源與受保護設備之間的電磁能量傳播，以降低電磁波對人類及環(huán)境的影響，減少對設備工作的干擾。基于Schelunoff電磁波屏蔽理論，屏蔽材料主要以3 種方式實現(xiàn)電磁波衰減：反射損耗（SER）、吸收損耗（SEA ） 和內(nèi)部多次反射損耗（SEM ）。反射損耗是導電材料中帶電粒子與電磁場相互作用的結果，是在入射表面由阻抗突變引起電磁波的反射衰減；吸收損耗是由于屏蔽材料中電偶極子或磁偶極子與電場作用產(chǎn)生的熱損耗引起又一部分電磁波衰減；內(nèi)部多次反射損耗是由于透射波經(jīng)反射損耗、內(nèi)部損耗后，又接觸到屏蔽層的另一側，在此側面上進行再次反射，使反射波又一次通過材料內(nèi)部，如此進行多次反復反射直至電磁波被吸收，從而達到電磁屏蔽的效果。電磁屏蔽總效能（SE） 為3 種損耗之和。

計算公式為

SE = SER +SEA +SEM

SER——材料表面的反射損耗；

SEA——材料內(nèi)部的吸收損耗；

SEM——材料內(nèi)部的多重反射損耗。

由此可知，材料的電磁屏蔽效能與材料的導電率及磁導率密切相關。

下圖為電磁屏蔽原理圖。很明顯，當外界電磁波在接觸到屏蔽材料時，部分電磁波被其表面反射，其余電磁波則繼續(xù)向材料內(nèi)部傳輸；到達材料內(nèi)部的電磁波一部分被材料吸收，另一部分在材料界面處發(fā)生多次反射和透射，電磁波能量被逐步損耗。根據(jù)電磁屏蔽總效能的不同，材料的應用也不盡相同（如表1 所示）。

PCFC電磁屏蔽機理

對于PCC 來說，碳系填料的加入可以增加電磁波的反射損耗（SER）和吸收損耗（SEA）。但是，當電磁波從空氣射入到PCC 表面時，2 種介質的介電常數(shù)不同會造成波阻抗不匹配，很難射入PCC 內(nèi)部，造成電磁波在材料表面反射，引起電磁波的二次污染。采用發(fā)泡的方法制備PCFC 不僅可以顯著改善電磁波在PCC 表面反射的問題，還可以進一步提高電磁屏蔽性能。主要作用機理如下：

（1）發(fā)泡劑氣體的引入可以顯著降低PCC 的介電常數(shù)，有利于電磁波進入PCFC 內(nèi)部被消耗掉；

（2）多孔結構與碳系填料間存在著協(xié)同作用，即泡孔的生長有利于碳系填料在泡孔壁上的富集和取向，增加了碳系填料間的有效搭接，促進了導電網(wǎng)絡的形成。碳系填料不僅具備成核劑的作用而且還能增大聚合物的熔體黏彈性，可以在發(fā)泡基體內(nèi)部形成大量的小尺寸多孔結構；

（3）PCFC 多孔結構內(nèi)部由碳系填料搭接而成的導電網(wǎng)絡可以使電磁波轉變?yōu)榫植?a href="http://m.1cnz.cn/tags/電流/" target="_blank">電流（感應電流）而被吸收。同時，電磁波在泡孔內(nèi)部可以發(fā)生多重反射作用，轉變成熱能被消耗。

審核編輯：陳陳