常見的EMI電磁屏蔽材料種類及作用原理

隨著科學技術和電子工業的高速發展，各種數字化、高頻化的電子電器設備在工作時向空間輻射了大量不同波長的頻率的電磁波，從而導致了新的環境污染，即可電磁波干擾(Electromagnetic Interference,EMIl)。電磁波會與電子元件作用，產生干擾現象，簡稱為EMI；當電子設備工作時，既不希望被外界電磁波干擾，又不希望自身輻射出電磁波干擾外界設備，以及對人體的輻射危害，這就需要通過電磁屏蔽來阻斷電磁波的傳播路徑。電磁屏蔽體對電磁的衰減主要是基于電磁波的反射和吸收原理。電磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰減被屏蔽區域與外界的電磁能量傳播。電磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽體對電磁能流的反射、吸收和引導作用，其與屏蔽結構表面和屏蔽體內部感生的電荷、電流與極化現象密切相關。

屏蔽按其原理分為電場屏蔽（靜電屏蔽和交變電場屏蔽）、磁場屏蔽（低頻磁場和高頻磁場屏蔽）和電磁場屏蔽（電磁波的屏蔽）。通常所說的電磁屏蔽是指后一種，即對電場和磁場同時加以屏蔽。按照屏蔽作用原理，屏蔽體對屏蔽效能的貢獻分為三部分：

1；屏蔽體表面因阻抗失配引起的反射損耗；

2；電磁波在屏蔽材料內部傳輸時，電磁能量被吸收引起傳輸損耗或吸收損耗；

3；電磁波在屏蔽材料內壁面之間多次反射引起的多次反射損耗。由此可以得到影響材料屏蔽效能的三個基本因素，即材料的電導率、磁導率及材料厚度。這也是屏蔽材料研究本身所必須關注的問題和突破口。當然，對于電磁屏蔽體結構，其屏蔽效能還與結構、形狀、氣密性等有關，對于具體問題，還需要考慮被屏蔽的電磁波頻率、場源性質等；

常見的屏蔽材料介紹

不同的材料、不同的材料厚度對于電磁波的吸收效果不一樣，按照電磁屏蔽材料主要包括三大類：

1，金屬類：直接選擇金屬材料，如鍍錫銅，裸銅，銅包鋼等；

銅/銅包鋼絲等編網（金屬屏蔽）：金屬屏蔽是通過編織設備將金屬絲以一定的編織結構編織而成，屬屏蔽的材料一般是銅絲（鍍錫銅絲）、鋁合金絲、銅包鋁、銅帶（銅塑帶）、鋁帶（鋁塑帶）、鋼帶等材料，對應金屬編織，不同的結構參數具有不同的屏蔽性能，編織層的屏蔽效能不僅與金屬本身的電導率和磁導率有等結構參數有關，且層數越多，覆蓋率越大，編織角越小，編織層的屏蔽性能越好，編織角應該控制在30-45°之間，對于單層編織，覆蓋率最好在80%以上，這樣其就可以通過磁滯損耗，介電損耗，電阻損耗等機理轉變為熱能，勢能等其他形式的能量，消耗不需要的能量，達到屏蔽吸收電磁波的效果。編織網一般是由鍍錫圓銅線或者鋁鎂金絲編織而成，主要是防止低頻電磁波干擾，其工作原理與鋁箔是相同。使用編織網的屏蔽網線要求編織網的密度一般最少要大于80%，這種類型的編制網主要用于將大量如網線敷設于同一線槽的場所，可以降低大量網線間產生的外部串擾。此外，也可以用于線對間屏蔽，以此來增長線對的扭絞長度，降低對線纜的絞距要求等。

2；填充類：在不導電的材料中添加一定比例的導電材料從而使材料導電，基材可以選擇PET，塑膠等，導電部分可以是鋁，銅，金屬纖維等材料 ；

3；表面敷層或者導電涂料等，對基材進行改性，常用的制作方法又貼金屬銅箔，鋁箔等；

鋁箔麥拉：鋁箔麥拉采用軟質鋁箔與聚酯薄膜為原材，以凹版涂布進行復合，待鋁箔麥拉熟成再分切卷收。可調配涂膠，鋁箔麥拉模切后可用于組裝屏蔽與接地。鋁箔麥拉帶主要應用于通信電纜的攪擾屏，鋁箔麥拉包含：單面鋁箔，雙面鋁箔，展翅鋁箔，熱熔鋁箔，鋁箔膠帶，鋁塑復合帶；鋁層是提供了優異的導電性、屏蔽效能及防腐蝕性能夠適應各種不同范圍的要求，屏蔽范圍在100K-3GHz為主，然后其中的熱融鋁箔麥拉是在鋁箔和電纜接觸的得那面涂有一層熱熔膠，在高溫預熱的情況下，熱熔膠可以和纜芯絕緣緊緊地包覆在一起，對電纜的屏蔽性能有幫助，而普通鋁箔不具有粘性，只是簡單的包在纜芯絕緣上，電纜的屏蔽性能較差。鋁箔麥拉主要是用于屏蔽高頻電磁波，防止高頻電磁波與線纜的導體接觸進而產生感應電流，增加串擾。當高頻電磁波接觸到鋁箔時，根據法拉第電磁感應定律可知，電磁波會趨附到鋁箔表面，并產生感應電流。此時，需要一根導體把感應電流導入大地，避免感應電流對傳輸信號造成干擾。使用鋁箔作為屏蔽層的線材一般要求鋁箔的重復率不能低于25%。最大量的應用場合目前還是網絡布線上面，該類型網線主要使用在醫院，工廠等具有強電磁波輻射或者擁有大量強電設備的地方；此外也運用在政府等對網絡安全要求較高的地區。

電磁屏蔽材料將向屏蔽效能更高、屏蔽頻率更寬、綜合性能更優良的方向發展，各種新材料在電磁屏蔽的創新應用將會得到更多發展。未來的技術發展，電磁屏蔽將往導電性能好、加工工藝簡單、性價比高、適合大批量生產等方面發展。而未來越來越多類型的電子設備將被納入到電磁兼容管理的標準中來，電磁兼容的標準也將愈發的嚴格，可以預見線纜行業工藝材料的持續升級趨勢將是確定性方向。

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