电磁屏蔽材料的研究

张芸 向萌松 宋云霞 胡斌

[摘 要] 随着材料及光电信息科学的迅猛发展，研究电磁波与物质，特别是与近年来出现的一些新颖奇异材料、新型微结构材料等的相互作用，显得尤为重要，这将为新型材料的应用提供良好的物理基础和理论指导。本文系统总结了新型电磁材料中电磁屏蔽材料的基本概念、发展现状和种类，较为详细地介绍了几种电磁材料的相关应用。

[关键词] 电磁屏蔽材料；分类；发展前景；应用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 05. 041

[中图分类号] F273.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2014）05- 0067- 01

1 屏蔽材料分类

屏蔽是利用屏蔽体阻止或衰减电磁骚扰能量的传输，是抑制电磁干扰的重要手段之一。屏蔽有两个目的：限制内部辐射的电磁能量泄漏；防止外来的辐射干扰进入。根据屏蔽的工作原理可将屏蔽分为以下三大类。

1.1 电场屏蔽

电场屏蔽主要是为了防止电子原件或设备间的电容耦合，它采用金属屏蔽层包封电子器件或设备，其屏蔽体采用良导体制作并有良好的接地，这样就把电场止于导体表面，并通过地线中和导体表面上的感应电荷，从而防止由静电耦合产生的相互干扰。

1.2 磁场屏蔽

磁场屏蔽是抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。磁场屏蔽是把磁力线封闭在屏蔽体内，从而阻挡内部磁场向外扩散或外界磁场干扰进入，为屏蔽体内外的磁场提供低磁阻的通路来分流磁场。

1.3 电磁屏蔽

电磁屏蔽主要用于防止在高频下的电磁感应，利用电磁波在导体表面上的反射和在导体中传播的急剧衰减来隔离变电磁场的相互耦合，从而防止高频率电磁场的干扰。

2 电磁材料的具体运用

2.1 电磁材料在发射箱上的应用

用金属材料做成的发射箱，其电磁屏蔽效果很好。这是因为当高频电磁波射向导体表面后，会在导体中感应出一个高频交流电流，此电流会形成一个新的电磁波，新形成的电磁波在导体内部与入射的电磁波相位相反，同时导体内电流的产生导致能量的消耗，结果导体内总的电磁场随着深度呈现指数衰减趋势，可用穿透深度表示电磁波的影响程度，穿透深度与入射波的频率、材料的导电率和磁导率有关系。频率越高、导电率越大、磁导率越大，穿透率越小，金属的导电率都很高，因此有良好的电磁屏蔽效果，但由于金属材料做成的发射箱成本高，重量也大，因此相当一部分发射箱采用了非金属材料。

2.2 在火箭弹包装中的应用

火箭弹的储存要求是将其单独存放，当存放在地面库时应置于边远库房，弹头朝向空旷地。理论上讲，这种储存要求可以将火箭弹意外发火的可能性及危害程度降至较低点。单纯地以改善储存条件来减少火箭弹的意外发火是被动的方法。必须从火箭弹的包装入手，切断外界电磁危害对火箭弹的影响，彻底解决火箭弹的意外发火问题。

近年来生产的火箭弹包装分为外包装和内包装两部分。外包装是采用角钢焊接成框架的铁笼式包装，其主要作用是便于该弹种的装卸搬运以及堆码方便。但是，由于外包装采用的是框架形式，内包装还是裸露在外而直接与外界接触，因此外包装起不到防止火箭弹意外发火的作用。

3 研究展望

将有机组分和无机组分在纳米尺寸上相结合，设计和制备出具有各种独特性质的杂化材料，一直是材料化学研究和努力的方向。溶胶-凝胶合成技术，为实现材料的制备提供了可靠的实验手段。无疑，光化学杂化材料展现出广阔的应用前景。

从电磁屏蔽材料的发展来看，未来电磁屏蔽材料的发展趋势主要有：①屏蔽材料内部结构优化、成型工艺改进，可以提高材料的综合电磁屏蔽材料；②材料的非晶化和纳米化，通过这两种手段，可以对材料内部组织进行优化，甚至使材料内部晶粒细化到纳米级别，从而可能产生质的飞跃，大大提高材料包括电磁屏蔽性能在内的综合性能；③用工艺及结构的复合化改良材料的电磁屏蔽材料，例如将有机组分和无机组分在纳米尺寸上相组合，制得各种性质独特的杂化材料等。

电磁屏蔽材料在电子工业高速发展的时代是一种防止电子污染所必需的防护性功能材料，是目前新技术发展领域中的新型化工材料。其电磁屏蔽性能及材料的物理机械性能将随着我国电子工业的飞速发展而日益改善和提高。

4 结束语

随着电子工业的发展，社会各界对电磁干扰、信息安全、人员安全问题都越来越重视。以上综述的几类主要电磁屏蔽材料，在不同目的和使用条件的工程应用中，往往需兼顾其他方面进行综合设计，所以开发综合性能好、方便、适用且成本低的电磁屏蔽材料具有重要意义。