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镁合金的电磁辐射屏蔽特性和应用  

镁合金是镁与其他金属(通常是铝,锌,锰,矽,铜,稀土和锆)的混合物。镁是最轻的结构金属。镁合金具有六方晶格结构,这影响了这些合金的基本性能。六方晶格的塑性变形比铝,铜和钢等立方晶格金属更复杂。因此,镁合金通常用作铸造合金,但自2003年以来,对锻造合金的研究就更加广泛了。

随着科技的进步,日益增多的电子产品及电气设备,在汽车、通讯、日常生活上得到广泛的应用,使得电磁辐射污染越来越严峻。电磁波引起的电磁干扰与电磁屏蔽问题日益凸现。

电磁辐波是一把“双刃剑”,一方面它能为人类造福,在各个领域发挥无与伦比的作用,在现代战场上电磁波也被用于窃取机密,破坏军用设施。

另一方面电磁波已成为一种新的环境污染源,继水源污染、空气污染、噪声污染后的第四大污染源。电磁辐射是无色、无味、无形、无所不在的具有较大的危害性,且不易防护的污染源。它不仅影响通讯、干扰电子仪器、设备的正常运行,污染空间环境,甚至直接威胁到人类健康,成为人类生存的隐形“杀手”。

飞快发展的电子专业在各领域中带来的电磁辐射问题己倍受全社会极度关注电磁屏蔽的重要性和需求性。研究和开发高性能电磁屏蔽材料和屏蔽体结构己成为全世界的重要课题。

利用电磁屏蔽材料防治电磁辐射污染是最为简单和最为有效的方法,由于电磁屏蔽材料是以对电磁波反射和吸收来防止电磁波的传播穿透,达到治理电磁辐射的污染源。值得注意的是当电磁波遭遇电磁屏蔽材料而被反射后,反射的电磁波同样是污染源,而会产生所谓的“电磁辐射二次污染”。因而,要侧重探索电磁辐射屏蔽材料的具有优良的磁吸收和材料内部的多次反射的特性,在电磁波经过导体时,在导体上产生感应电流,使电流磁场能转换为导体内能,达到屏蔽电磁辐射易吸收的效果。

当前市场的电磁屏蔽材料:有表面导电型屏蔽材料,其主要成分是将金、银、铜、镍等导电微粒掺入高分子聚合物中制成掺合型导电涂料,这些金属具有密度大的缺点,但成本低、生产工艺简单、施工方便;填充复合型屏蔽材料,其制备工艺复杂、成本高、力学性能差、屏蔽效果一般。

镁合金是工程应用中密度最低的金属结构材料,比强度、高阻尼、切削加工性好的优点,特别是具有低二次污染特性的宽频、高效的电磁屏蔽材料。

IBM公司首用AZ91D镁合金制成1.4mm的笔记电脑外壳,在30~200MHZ频率范围内的电磁屏蔽效能,始终稳定在90~100dB。达到电磁波屏蔽效果(SE)的分级标准的最高级别5级优秀(Excellenf),电磁屏蔽效果(SE)达到大于90dB。

镁合金电磁辐射屏蔽特性和应用

从定量描述电磁屏蔽材料的屏蔽效果,通常采用屏蔽效能(SE),表示屏蔽材料和屏蔽体结构对屏蔽波的衰退程度。

屏蔽效能定义如下:不存在屏蔽体时某处的电磁场强度(E0H0)与存在屏蔽体时同一处的电磁场强度(ESHS)之比,单位为(dB):

SE=20lg0/Es或SE=20lgH0/Hs

一般来说,SE越大,则屏蔽效果越好。从应用方面的评价看,用作常规电子器材的电磁屏蔽材料,在30~100MHZ频率范围内,其屏蔽效果SE值能达到35dB,即具有有效屏蔽效果。当屏蔽效果达到60dB(电磁波能量衰减99.9%)以上时,该屏蔽材料可以用在航空、航天、军用装备方面应用。