Parallèlement au développement de la science et de la technologie, une variété d'équipements électroniques et électriques pour la communauté afin de fournir une efficacité et une commodité élevées en même temps, son rayonnement électromagnétique provoqué par une série de problèmes devient de plus en plus grave, a causé un certain impact sur la production et la vie des gens, et devenir une menace pour la santé humaine et une nouvelle source de pollution. Les interférences électromagnétiques causées par les ondes électromagnétiques affectent non seulement directement le fonctionnement normal des équipements électroniques, mais provoquent également des fuites d'informations électroniques, mettant en péril la sécurité nationale. Le matériau de blindage électromagnétique est une sorte d'onde électromagnétique pour empêcher la propagation et la diffusion des ondes électromagnétiques, limitera l'énergie de rayonnement dans la plage de sécurité, réduira les dommages causés par les matériaux de protection contre les ondes électromagnétiques. En outre, feuille de suppresseur emi les matériaux peuvent résoudre efficacement les interférences électromagnétiques causées par les ondes électromagnétiques et les problèmes de compatibilité électromagnétique, est une nécessité pour les équipements électroniques, l'économie sociale, la vie résidentielle et la construction de la défense nationale est d'une grande importance.
Feuille de suppresseur EMI principe
La feuille de suppression Emi est l'utilisation d'un blindage pour la réflexion du flux d'énergie électromagnétique, l'atténuation et d'autres effets afin qu'il ne puisse pas pénétrer dans la zone blindée, en fait, c'est la propagation des ondes électromagnétiques dans l'espace pour limiter le blindage au milieu du corps joue un rôle vital.
À l'heure actuelle, il existe une variété de méthodes pour expliquer le mécanisme du blindage électromagnétique, telles que la théorie des champs électromagnétiques, la méthode de la théorie des lignes de transmission. La théorie des lignes de transmission est largement utilisée en raison de sa méthode de calcul simple et de sa grande précision. La méthode de la théorie de la ligne de transmission sera blindée comme une section de la ligne de transmission, le champ de rayonnement des ondes électromagnétiques près du bouclier, dans sa surface sera réfléchi une partie de la partie restante de la transmission dans le bouclier pour continuer la transmission. Dans le processus de transmission, l'onde électromagnétique à l'intérieur et par l'atténuation du corps de blindage, dans ses deux interfaces sur l'apparition de multiples réflexions et transmissions. Par conséquent, selon la méthode de théorie de la ligne de transmission peut être connue, propagée à la surface du corps de blindage du mécanisme de blindage d'onde électromagnétique a les trois cas suivants : on est dans la surface incidente de la dissipation de réflexion ; deux n'est pas réfléchie dans le corps de blindage de l'onde électromagnétique est absorbée par le matériau de la dissipation ; trois est dans le corps de blindage de l'onde électromagnétique après le matériau interne des nombreuses fois la réflexion de la dissipation.
Matériaux de feuille de suppresseur d'EMI
Matériaux de feuille de suppresseur d'EMI en métal
Les métaux sont des matériaux en feuilles semi-suppresseurs traditionnels, qui sont utilisés en grandes quantités en raison de leur bonne conductivité électrique et de leur haute perméabilité. La conductivité des matériaux métalliques est meilleure que celle de la plupart des matériaux polymères, vous pouvez donc ajouter des fibres métalliques conductrices ou un placage de surface dans des matériaux polymères pour améliorer les performances de blindage électromagnétique du matériau.
Habituellement, les matériaux en feuille de suppression des interférences électromagnétiques métalliques sont classés comme suit : une classe de bons conducteurs avec des matériaux de blindage à haute conductivité, ce type de matériau pour les champs électromagnétiques à large bande haute et basse fréquence a un bon effet de blindage, comme le cuivre, l'argent, etc. Une autre catégorie est constituée par les matériaux de blindage ferromagnétiques à perméabilité plus élevée, ces matériaux pour les champs magnétiques à basse fréquence ont un meilleur effet de blindage, tels que le fer, le nickel, etc., mais ce type de matériau présente l'inconvénient d'une faible conductivité, ne convient pas aux hautes -blindage des champs électromagnétiques de fréquence. En pratique, généralement sur les matériaux métalliques pour certains composites.
Matériau carboné
Les matériaux en carbone sont souvent utilisés comme matériaux de blindage électromagnétique en raison de leur bonne conductivité électrique. Ses principales formes sont : (1) par la voie du « dopage ». L'une des plus efficaces consiste à introduire d'autres atomes pour remplacer les atomes de carbone dans le graphite, c'est-à-dire le dopage du réseau. (2) Au moyen de matériaux composites et magnétiques ou d'un composite polymère conducteur, etc., pour améliorer les performances de blindage électromagnétique. (3) Au moyen d'un mélange à l'état fondu, d'une infiltration ou d'un revêtement, etc., chargé sur des tissus pour préparer des tissus de blindage électromagnétique.
Parmi eux, le graphène présente de meilleures performances que le graphite, le graphite expansé et les nanofeuilles de graphite, peut être une quantité inférieure de matériaux de blindage électromagnétique ont une conductivité et une efficacité de blindage plus élevées, à l'heure actuelle, dans l'utilisation de matériaux en carbone comme corps principal du matériau de blindage , généralement son composite avec des matériaux polymères.
Tissu conducteur
Les tissus conducteurs sont devenus un sujet de recherche brûlant ces dernières années en raison de leurs avantages de bonne conductivité, de légèreté et de facilité d'utilisation. Les tissus conducteurs sont généralement fabriqués de deux manières, l'une par des fibres métalliques et des tissus mélangés de fibres textiles, la seconde est dans la surface textile ordinaire pour ajouter une couche de couche fonctionnelle métallique et la formation de tissus. Les tissus conducteurs ont de bonnes performances de blindage électromagnétique, mais conservent également la résistance au pliage textile d'origine et d'autres caractéristiques. Certaines des pratiques et propriétés courantes des tissus conducteurs sont présentées dans le tableau.
Feuille de suppresseur EMI tendance du développement des matériaux
1.Les matériaux métalliques conventionnels (par exemple, l'argent, le cuivre, le fer, le nickel, etc. et leurs alliages) sont souvent utilisés comme matériaux de feuille de suppression EMI, comprenant généralement des métaux hautement conducteurs tels que la feuille d'aluminium et la feuille de cuivre, où la réflexion de surface est le principal mécanisme de perte. Cependant, la densité élevée, la sensibilité à la corrosion et la faible flexibilité des métaux rendent difficile le respect des exigences d'un matériau de blindage EMI idéal, limitant sa large application dans les petits produits électroniques intelligents. C'est-à-dire qu'avec un poids léger, une efficacité de blindage élevée, une large bande passante, une bonne résistance à la corrosion et d'autres caractéristiques sont devenues la direction de la recherche des matériaux de blindage EMI.
2. Les composites polymères conducteurs (CPC) sont l'une des meilleures solutions pour remplacer les matériaux de blindage métalliques traditionnels en raison de leur légèreté, de leur grande flexibilité mécanique, de leur bonne résistance à la corrosion et de leurs faibles coûts de traitement. De plus, les CPC présentent une faible réflexion de surface par rapport aux matériaux de blindage à base de métal, ce qui les rend plus populaires pour les applications militaires telles que les technologies de camouflage et de furtivité. Les composites polymères conducteurs (CPC) sont des composites multiphases avec des propriétés de feuille de suppression EMI obtenues en ajoutant des charges conductrices à une matrice polymère par un traitement spécifique. Les charges conductrices couramment utilisées dans le CPC comprennent principalement des matériaux métalliques, des matériaux intrinsèquement conducteurs et des matériaux carbonés. Parmi eux, les matériaux carbonés se caractérisent par leur légèreté, de nombreux isomères et de bonnes propriétés mécaniques, qui sont plus largement utilisés dans le CPC.
Malheureusement, en raison de la faible conductivité du CPC, l'efficacité de blindage EMI (SE) du CPC est généralement inférieure à celle des matériaux métalliques. Afin d'obtenir un blindage EMI haute performance avec CPC, une grande quantité de charge conductrice est nécessaire pour former un réseau de blindage adéquat. Des niveaux élevés de charges conductrices entraînent souvent une dégradation mécanique, une augmentation des coûts et des difficultés de traitement. De plus, les mauvaises propriétés mécaniques et la stabilité thermique des composites polymères conducteurs limitent leur application ultérieure.
La capacité de blindage d'un matériau dépend au niveau microscopique de la réflexion et de l'absorption des ondes électromagnétiques (EMW). Avec le développement continu des matériaux de blindage, les points chauds de la recherche ont évolué des matériaux métalliques, des polymères intrinsèquement conducteurs au CPC. il a été prouvé que la construction de réseaux conducteurs est étroitement liée à la capacité d'atténuation des micro-ondes. Par conséquent, le blindage EMI du CPC dépend du choix de la charge et de la conception structurelle d'un point de vue macroscopique. Généralement, les charges conductrices peuvent être classées en charges métalliques, charges de carbone et polymères intrinsèquement conducteurs. Les charges métalliques (Ag, Cu, Ni, LM, MXene, etc.) peuvent conférer des matériaux de blindage EMI efficaces pour les CPC en raison de leur conductivité électrique extrêmement élevée.
Cependant, il existe encore des limites dans les applications pratiques en raison de leur prix élevé, de leur densité et de leur instabilité. Les charges de carbone (CNT, CB, rGO, GE, CNF, etc.) sont l'une des charges les plus utilisées en raison de leur faible densité et de leur conductivité élevée. Les polymères intrinsèquement conducteurs (PANI, PEDOT, etc.) peuvent également être utilisés comme charges conductrices dans les CPC pour le blindage EMI. De plus, la taille de la charge conductrice est également importante pour le blindage EMI du CPC. En général, les charges bidimensionnelles présentent les meilleures performances de blindage EMI parmi les charges zéro dimension, unidimensionnelles et bidimensionnelles.
3. Les composites à matrice polymère ont été largement utilisés dans le domaine des feuilles de suppression EMI en raison de leur faible densité, de leur résistance à la corrosion, de leur prix compétitif et de leur bonne aptitude au traitement. Cependant, la plupart des matrices polymères sont intrinsèquement isolantes, ce qui limite considérablement leur application dans les domaines où les exigences de blindage EMI sont élevées, tels que les produits électroniques, les véhicules à énergie nouvelle, les dispositifs médicaux et les cartes de circuits imprimés flexibles. Actuellement, les chercheurs ont efficacement résolu le problème des mauvaises performances de blindage EMI des composites à matrice polymère en combinant des charges conductrices avec une matrice de résine. Parallèlement, les nanotubes de carbone, le graphène, les nanofils/particules métalliques et le MXène ont été largement utilisés comme charges conductrices pour les composites à matrice polymère.
Cependant, les composites à matrice polymère actuels présentent les inconvénients d'une faible conductivité électrique et de mauvaises performances de blindage EMI par rapport aux matériaux métalliques. Comment améliorer les performances de blindage EMI des composites à matrice polymère grâce à une conception structurelle efficace est devenu une difficulté technique urgente et un problème scientifique. Outre que le dosage et le type de charges conductrices ont un effet significatif sur les performances de blindage EMI des composites à matrice polymère, la conception structurelle des composites et l'orientation de la distribution des charges conductrices dans la matrice de résine sont tout aussi importantes. Jusqu'à présent, peu d'études ont été menées sur les différents types structurels de composites de blindage EMI à matrice polymère.
4. Les matériaux carbonés, tels que le graphène, les nanotubes de carbone (CNT), le carbone mésoporeux et les nanofibres de carbone (CNF), ont un grand potentiel en tant qu'ESM en raison de leurs nombreuses caractéristiques, notamment une faible densité, une abondance naturelle, un faible coût, une excellente conductivité électrique, et des propriétés mécaniques exceptionnelles.
5. La recherche sur les carbures, nitrures ou nitrures de carbone (MXènes) de métaux de transition en couches bidimensionnels avec un σ exceptionnel, une hydrophilie exceptionnelle et une activité chimique par rapport aux matériaux carbonés se développe extrêmement rapidement. Les interfaces complexes de réflexion et de diffusion répétées dans les structures tridimensionnelles (3D) fournissent des chemins conducteurs plus longs et donc un meilleur blindage contre les ondes électromagnétiques. Cependant, il est difficile de construire des structures 3D autonomes avec d'excellentes propriétés mécaniques par auto-assemblage de MXènes en raison de leurs interactions faibles et de leur faible capacité de gélification. Lorsqu'ils sont utilisés pour le blindage EMI, les MXenes sont généralement appliqués à des matrices polymères présentant d'excellentes propriétés de résistance mécanique. Cependant, il existe peu de rapports sur l'application des MXènes dans la matrice polymère Feuille de suppresseur EMI matériaux composites.
