Junto con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, una variedad de equipos electrónicos y eléctricos para que la comunidad brinde alta eficiencia y comodidad al mismo tiempo, su radiación electromagnética provocada por una serie de problemas se está volviendo cada vez más grave, ha causado un cierto impacto. en la producción y la vida de las personas, y convertirse en una amenaza para la salud humana y en una nueva fuente de contaminación. La interferencia electromagnética causada por ondas electromagnéticas no solo afecta directamente el funcionamiento normal de los equipos electrónicos, sino que también provoca fugas de información electrónica, lo que pone en peligro la seguridad nacional. El material de protección electromagnética es un tipo de onda electromagnética para evitar la propagación y difusión de ondas electromagnéticas, limitará la energía de radiación en el rango seguro y reducirá el daño de los materiales de protección de ondas electromagnéticas. Además, hoja de supresor emi Los materiales pueden resolver eficazmente la interferencia electromagnética causada por las ondas electromagnéticas y los problemas de compatibilidad electromagnética, es una necesidad para los equipos electrónicos, la economía social, la vida residencial y la construcción de defensa nacional es de gran importancia.
hoja de supresor de EMI principio
La hoja supresora Emi es el uso de blindaje para la reflexión del flujo de energía electromagnética, la atenuación y otros efectos para que no pueda ingresar al área protegida, de hecho, es la propagación de ondas electromagnéticas en el espacio para limitar el blindaje en el medio del cuerpo. un papel vital.
En la actualidad, existe una variedad de métodos para explicar el mecanismo del blindaje electromagnético, como la teoría del campo electromagnético, el método de la teoría de la línea de transmisión. La teoría de la línea de transmisión es ampliamente utilizada debido a su método de cálculo simple y alta precisión. El método de teoría de la línea de transmisión se protegerá como una sección de la línea de transmisión, el campo de radiación de ondas electromagnéticas cerca del escudo, en su superficie, se reflejará parte de la parte restante de la transmisión en el escudo para continuar la transmisión. En el proceso de transmisión, la onda electromagnética en el interior y por la atenuación del cuerpo de blindaje, en sus dos interfaces sobre la ocurrencia de múltiples reflejos y transmisiones. Por lo tanto, según el método de la teoría de la línea de transmisión, la propagación a la superficie del cuerpo de protección del mecanismo de protección de ondas electromagnéticas tiene los siguientes tres casos: uno está en la superficie incidente de la disipación de la reflexión; dos no se refleja en el cuerpo de protección de la onda electromagnética es absorbida por el material de la disipación; tres está en el cuerpo de protección de la onda electromagnética después del material interno de las muchas veces el reflejo de la disipación.
Materiales de la hoja del supresor Emi
Materiales de lámina de supresor de emi de metal
Los metales son materiales laminares emi supresores tradicionales, que se utilizan en grandes cantidades debido a su buena conductividad eléctrica y alta permeabilidad. La conductividad de los materiales metálicos es mejor que la de la mayoría de los materiales poliméricos, por lo que puede agregar fibras metálicas conductoras o revestimiento superficial en materiales poliméricos para mejorar el rendimiento de protección electromagnética del material.
Por lo general, los materiales de láminas de supresores de emi de metal se clasifican de la siguiente manera: una clase de buenos conductores con materiales de blindaje de alta conductividad, este tipo de material para campos electromagnéticos de banda ancha de alta y baja frecuencia tiene un buen efecto de blindaje, como cobre, plata, etc. Otra categoría son los materiales de blindaje ferromagnético de mayor permeabilidad, estos materiales para campos magnéticos de baja frecuencia tienen un mejor efecto de blindaje, como hierro, níquel, etc., pero este tipo de material tiene la desventaja de baja conductividad, no es adecuado para alta -Protección de campo electromagnético de frecuencia. En la práctica, generalmente en los materiales metálicos para ciertos compuestos.
material carbonoso
Los materiales de carbono se utilizan a menudo como materiales de protección electromagnética debido a su buena conductividad eléctrica. Sus principales formas son: (1) a través de la vía del “dopaje”. Uno de los efectivos es introducir otros átomos para reemplazar los átomos de carbono en el grafito, es decir, el dopaje de red. (2) Por medio de compuestos y materiales magnéticos o compuestos de polímeros conductores, etc., para mejorar el rendimiento del blindaje electromagnético. (3) Por medio de mezcla por fusión, infiltración o recubrimiento, etc., cargado sobre telas para preparar telas de blindaje electromagnético.
Entre ellos, el grafeno muestra un mejor rendimiento que el grafito, el grafito expandido y las nanoláminas de grafito, puede haber una menor cantidad de materiales de protección electromagnética que tienen una mayor conductividad y eficacia de protección, en la actualidad, en el uso de materiales de carbono como cuerpo principal del material de protección. , generalmente su compuesto con materiales poliméricos.
tela conductora
Los tejidos conductores se han convertido en un tema de investigación candente en los últimos años debido a sus ventajas de buena conductividad, peso ligero y facilidad de uso. Las telas conductoras generalmente se hacen de dos maneras, una es con fibras metálicas y telas combinadas con fibras textiles, la segunda es en la superficie textil ordinaria para agregar una capa de capa funcional de metal y la formación de telas. Las telas conductoras tienen un buen rendimiento de protección electromagnética, pero también mantienen la resistencia al plegado textil original y otras características. Algunas de las prácticas y propiedades comunes de las telas conductoras se muestran en la tabla.
hoja de supresor de EMI tendencia de desarrollo de materiales
1. Los materiales metálicos convencionales (p. ej., plata, cobre, hierro, níquel, etc. y sus aleaciones) se utilizan a menudo como materiales de láminas supresoras de EMI, que comúnmente incluyen metales altamente conductores como papel de aluminio y papel de cobre, donde la reflexión de la superficie es la principal. mecanismo de pérdida. Sin embargo, la alta densidad, la susceptibilidad a la corrosión y la escasa flexibilidad de los metales dificultan el cumplimiento de los requisitos de un material de protección EMI ideal, lo que limita su amplia aplicación en pequeños productos electrónicos inteligentes. Es decir, con peso ligero, alta eficiencia de blindaje, ancho de banda amplio, buena resistencia a la corrosión y otras características se han convertido en la dirección de investigación de los materiales de blindaje EMI.
2. Los compuestos de polímero conductivo (CPC) son una de las mejores soluciones para reemplazar los materiales de protección de metal tradicionales debido a su peso ligero, alta flexibilidad mecánica, buena resistencia a la corrosión y bajos costos de procesamiento. Además, los CPC exhiben una baja reflexión superficial en comparación con los materiales de protección a base de metal, lo que los hace más populares para aplicaciones militares como el camuflaje y las tecnologías furtivas. Los compuestos poliméricos conductores (CPC) son compuestos multifásicos con propiedades de lámina supresora de EMI que se obtienen agregando rellenos conductores a una matriz polimérica a través de un procesamiento específico. Los rellenos conductores de uso común en CPC incluyen principalmente materiales metálicos, materiales intrínsecamente conductores y materiales de carbono. Entre ellos, los materiales de carbono se caracterizan por su peso ligero, muchos isómeros y buenas propiedades mecánicas, que se utilizan más ampliamente en CPC.
Desafortunadamente, debido a la baja conductividad del CPC, la eficiencia de blindaje EMI (SE) del CPC suele ser menor que la de los materiales metálicos. Para lograr un blindaje EMI de alto rendimiento con CPC, se requiere una gran cantidad de relleno conductor para formar una red de blindaje adecuada. Los altos niveles de rellenos conductores a menudo conducen a la degradación mecánica, mayores costos y dificultades de procesamiento. Además, las malas propiedades mecánicas y la estabilidad térmica de los compuestos poliméricos conductores limitan su aplicación posterior.
La capacidad de blindaje de un material depende microscópicamente de la reflexión y absorción de ondas electromagnéticas (EMW). Con el desarrollo continuo de materiales de blindaje, los focos de investigación han evolucionado desde materiales metálicos, polímeros intrínsecamente conductores hasta CPC. se ha demostrado que la construcción de redes conductoras está estrechamente relacionada con la capacidad de atenuación de microondas. Por lo tanto, el blindaje EMI de CPC depende de la elección del relleno y del diseño estructural desde un punto de vista macroscópico. En general, los rellenos conductores se pueden clasificar en rellenos metálicos, rellenos de carbono y polímeros intrínsecamente conductores. Los rellenos metálicos (Ag, Cu, Ni, LM, MXene, etc.) pueden conferir materiales de blindaje EMI eficientes para CPC debido a su conductividad eléctrica extremadamente alta.
Sin embargo, todavía existen limitaciones en las aplicaciones prácticas debido a su alto precio, densidad e inestabilidad. Los rellenos de carbón (CNT, CB, rGO, GE, CNF, etc.) son uno de los rellenos más utilizados debido a su baja densidad y alta conductividad. Los polímeros intrínsecamente conductores (PANI, PEDOT, etc.) también se pueden usar como rellenos conductores en CPC para blindaje EMI. Además, el tamaño del relleno conductor también es importante para el blindaje EMI de CPC. En general, los rellenos bidimensionales exhiben el mejor rendimiento de blindaje EMI entre los rellenos de dimensión cero, unidimensionales y bidimensionales.
3. Los compuestos de matriz de polímero se han utilizado ampliamente en el campo de la lámina supresora de EMI debido a su baja densidad, resistencia a la corrosión, precio competitivo y buena procesabilidad. Sin embargo, la mayoría de las matrices poliméricas son inherentemente aislantes, lo que limita severamente su aplicación en campos con altos requisitos de blindaje EMI, como productos electrónicos, vehículos de nueva energía, dispositivos médicos y placas de circuitos flexibles. Actualmente, los investigadores han resuelto de manera eficaz el problema del bajo rendimiento de blindaje EMI de los compuestos de matriz polimérica mediante la composición de rellenos conductores con matriz de resina. Mientras tanto, los nanotubos de carbono, el grafeno, los nanocables/partículas de metal y MXene se han utilizado ampliamente como rellenos conductores para compuestos de matriz polimérica.
Sin embargo, los materiales compuestos de matriz polimérica actuales tienen las desventajas de una baja conductividad eléctrica y un bajo rendimiento de blindaje EMI en comparación con los materiales metálicos. Cómo mejorar el rendimiento del blindaje EMI de los compuestos de matriz polimérica a través de un diseño estructural eficiente se ha convertido en una dificultad técnica urgente y un problema científico. Además de que la dosificación y el tipo de rellenos conductores tienen un efecto significativo en el rendimiento de blindaje EMI de los compuestos de matriz polimérica, el diseño estructural de los compuestos y la orientación de distribución de los rellenos conductores en la matriz de resina son igualmente importantes. Hasta el momento, se han realizado pocos estudios sobre los diferentes tipos estructurales de compuestos de blindaje EMI de matriz polimérica.
4. Los materiales de carbono, como el grafeno, los nanotubos de carbono (CNT), el carbono mesoporoso y las nanofibras de carbono (CNF), tienen un gran potencial como ESM debido a sus muchas características, que incluyen baja densidad, abundancia natural, bajo costo, excelente conductividad eléctrica, y excelentes propiedades mecánicas.
5. La investigación sobre carburos, nitruros o nitruros de carbono (MXenes) de metales de transición en capas bidimensionales con σ sobresaliente, hidrofilia sobresaliente y actividad química en comparación con los materiales de carbono se está desarrollando extremadamente rápido. Las interfaces complejas de reflexión y dispersión repetidas en estructuras tridimensionales (3D) proporcionan caminos conductivos más largos y, por lo tanto, protegen mejor contra las ondas electromagnéticas. Sin embargo, es difícil construir estructuras 3D independientes con excelentes propiedades mecánicas mediante el autoensamblaje de MXenes debido a sus interacciones débiles y su escasa capacidad de gelificación. Cuando se usan para blindaje EMI, los MXenes generalmente se aplican a matrices de polímeros con excelentes propiedades mecánicas de carga. Sin embargo, existen pocos informes sobre la aplicación de MXenes en matriz polimérica. hoja de supresor de EMI composicion.
