S razvojem moderne visoke tehnologije, problemi elektromagnetskih smetnji (EMI) i elektromagnetske kompatibilnosti (EMC) uzrokovani elektromagnetskim valovima postaju sve ozbiljniji.Oni ne samo da uzrokuju smetnje i štete na elektroničkim instrumentima i opremi, utječu na njihov normalan rad i ozbiljno ograničavaju međunarodnu konkurentnost naše zemlje u elektroničkim proizvodima i opremi, već također zagađuju okoliš i ugrožavaju ljudsko zdravlje;osim toga, curenje elektromagnetskih valova također će ugroziti nacionalnu informacijsku sigurnost i sigurnost ključnih vojnih tajni.Konkretno, elektromagnetsko pulsno oružje, koje je oružje novog koncepta, napravilo je značajne proboje, koje može izravno napasti elektroničku opremu, sustave napajanja itd., uzrokujući privremeni kvar ili trajno oštećenje informacijskih sustava itd.

Stoga će istraživanje učinkovitih elektromagnetskih zaštitnih materijala za sprječavanje elektromagnetskih smetnji i problema s elektromagnetskom kompatibilnošću uzrokovanih elektromagnetskim valovima poboljšati sigurnost i pouzdanost elektroničkih proizvoda i opreme, povećati međunarodnu konkurentnost, spriječiti elektromagnetsko pulsno oružje i osigurati sigurnost informacijskih komunikacijskih sustava i mrežnog sustava , prijenosni sustavi, oružane platforme itd. od velikog su značaja.

1. Princip elektromagnetske zaštite (EMI)

Elektromagnetska zaštita je upotreba zaštitnih materijala za blokiranje ili prigušivanje širenja elektromagnetske energije između zaštićenog područja i vanjskog svijeta.Načelo elektromagnetske zaštite je korištenje zaštitnog tijela za refleksiju, apsorpciju i vođenje protoka elektromagnetske energije, koji je usko povezan s nabojima, strujama i polarizacijom induciranom na površini zaštitne strukture i unutar zaštitnog tijela.Zaštita se prema svom principu dijeli na zaštitu od električnog polja (elektrostatička zaštita i zaštita od izmjeničnog električnog polja), zaštitu od magnetskog polja (zaštita od niskofrekventnog magnetskog polja i zaštita od visokofrekventnog magnetskog polja) i zaštitu od elektromagnetskog polja (zaštita od elektromagnetskih valova).Općenito govoreći, elektromagnetska zaštita se odnosi na potonje, odnosno zaštitu električnog i magnetskog polja u isto vrijeme.

2. Materijal za elektromagnetsku zaštitu

Trenutno se naširoko koriste kompozitni elektromagnetski zaštitni premazi.Njihov glavni sastav je smola koja stvara film, vodljivo punilo, razrjeđivač, sredstvo za spajanje i drugi dodaci.Vodljivo punilo je njegov važan dio.Uobičajeni su srebrni (Ag) prah i bakar (Cu) prah, nikal (Ni) prah, posrebreni bakreni prah, ugljikove nanocijevi, grafen, nano ATO, itd.

2.1Ugljikove nanocijevi(CNT)

Ugljikove nanocijevi imaju izvrstan omjer širine i visine, izvrsna električna, magnetska svojstva i pokazale su izvrsne performanse u vodljivosti, apsorpciji i zaštiti.Stoga je istraživanje i razvoj ugljikovih nanocijevi kao vodljivih punila za elektromagnetske zaštitne premaze sve popularnije.To postavlja visoke zahtjeve za čistoću, produktivnost i cijenu ugljikovih nanocijevi.Ugljikove nanocijevi koje proizvodi Hongwu Nano, uključujući jednoslojne i višeslojne, imaju čistoću do 99%.Jesu li ugljikove nanocijevi raspršene u matričnoj smoli i imaju li dobar afinitet prema matričnoj smoli postaje izravan čimbenik koji utječe na učinak zaštite.Hongwu Nano također isporučuje raspršenu otopinu disperzije ugljikovih nanocijevi.

2.2 Srebrni prah niske prividne gustoće

Najraniji objavljeni vodljivi premaz bio je patent koji su 1948. godine izdale Sjedinjene Američke Države prema kojem su srebro i epoksidna smola pretvoreni u vodljivo ljepilo.Elektromagnetska zaštitna boja pripremljena od kuglično mljevenog srebrnog praha od pahuljica proizvedenog od strane Hongwu Nano ima karakteristike niske otpornosti, dobre vodljivosti, visoke učinkovitosti zaštite, jake tolerancije na okoliš i praktične konstrukcije.Naširoko se koriste u komunikacijama, elektronici, medicini, zrakoplovstvu, nuklearnim postrojenjima i drugim područjima.Zaštitna boja također je prikladna za površinsko premazivanje ABS-a, PC-a, ABS-PCPS-a i druge inženjerske plastike.Pokazatelji performansi uključujući otpornost na habanje, otpornost na visoke i niske temperature, otpornost na vlagu i toplinu, prianjanje, električni otpor, elektromagnetsku kompatibilnost itd. mogu doseći standard.

2.3 Prah bakra i prah nikla

Vodljiva boja bakrenog praha ima nisku cijenu i lako se boji, također ima dobar elektromagnetski zaštitni učinak, pa se stoga široko koristi.Posebno je prikladan za interferenciju elektromagnetskih valova elektroničkih proizvoda s inženjerskom plastikom kao omotačem, jer se vodljiva boja bakrenog praha može lako raspršiti ili četkati.Plastične površine različitih oblika metalizirane su da tvore elektromagnetski zaštitni vodljivi sloj, tako da plastika može postići svrhu zaštite elektromagnetskih valova.Morfologija i količina bakrenog praha imaju veliki utjecaj na vodljivost premaza.Bakreni prah ima sferične, dendritične i ljuspičaste oblike.Oblik pahuljica ima mnogo veću kontaktnu površinu od sferičnog oblika i pokazuje bolju vodljivost.Osim toga, bakreni prah (posrebreni bakreni prah) obložen je neaktivnim metalnim srebrnim prahom, koji nije lako oksidirati, a sadržaj srebra je općenito 5-30%.Vodljivi premaz od bakrenog praha koristi se za rješavanje elektromagnetske zaštite ABS-a, PPO-a, PS-a i druge inženjerske plastike i drva. I električne vodljivosti, ima širok raspon primjene i promotivne vrijednosti.

Osim toga, rezultati mjerenja učinkovitosti elektromagnetske zaštite praha nano nikla i elektromagnetskih zaštitnih premaza pomiješanih s prahom nano i mikronskog nikla pokazuju da dodavanje nano čestica Ni može smanjiti učinkovitost elektromagnetske zaštite, ali može povećati gubitak apsorpcije.Smanjuje se tangens magnetskog gubitka, kao i šteta za okoliš, opremu i ljudsko zdravlje uzrokovana elektromagnetskim valovima.

2.4 Nano kositar antimonov oksid (ATO)

Nano ATO prah, kao jedinstveno punilo, ima i visoku prozirnost i vodljivost te širok raspon primjena u područjima materijala za premazivanje zaslona, ​​vodljivih antistatičkih premaza i prozirnih premaza za toplinsku izolaciju.Među materijalima za premazivanje zaslona za optoelektroničke uređaje, nano ATO materijali imaju antistatičke funkcije, zaštitu od odsjaja i zračenja, a prvi su se koristili kao materijali za elektromagnetsku zaštitu zaslona.ATO nano materijali za premazivanje imaju dobru prozirnost svijetle boje, dobru električnu vodljivost, mehaničku čvrstoću i stabilnost, a njihova primjena na uređajima za prikaz jedna je od trenutno najvažnijih industrijskih primjena ATO materijala.Elektrokromni uređaji (kao što su zasloni ili pametni prozori) trenutno su važan aspekt nano-ATO aplikacija u području zaslona.

2.5 Grafen

Kao nova vrsta ugljičnog materijala, vjerojatnije je da će grafen postati nova vrsta učinkovite elektromagnetske zaštite ili materijala koji apsorbira mikrovalove nego ugljikove nanocijevi.Glavni razlozi uključuju sljedeće aspekte:

①Grafen je heksagonalni ravni film sastavljen od atoma ugljika, dvodimenzionalni materijal debljine samo jednog atoma ugljika;

②Grafen je najtanji i najtvrđi nanomaterijal na svijetu;

③Toplinska vodljivost je viša nego kod ugljikovih nanocijevi i dijamanata, dosežući oko 5 300 W/m•K;

④Grafen je materijal s najmanjim otporom na svijetu, samo 10-6Ω•cm;

⑤Pokretljivost elektrona grafena na sobnoj temperaturi veća je od mobilnosti ugljikovih nanocijevi ili kristala silicija, premašujući 15 000 cm2/V•s.U usporedbi s tradicionalnim materijalima, grafen može probiti izvorna ograničenja i postati učinkovit apsorber novih valova kako bi zadovoljio zahtjeve apsorpcije.Valoviti materijali imaju zahtjeve "tanki, lagani, široki i jaki".

Poboljšanje učinka elektromagnetske zaštite i apsorbirajućeg materijala ovisi o sadržaju apsorbirajućeg sredstva, učinkovitosti apsorbirajućeg sredstva i dobrom usklađivanju impedancije apsorbirajuće podloge.Grafen ne samo da ima jedinstvenu fizičku strukturu i izvrsna mehanička i elektromagnetska svojstva, već ima i dobra svojstva apsorpcije mikrovalova.Nakon što se kombinira s magnetskim nanočesticama, može se dobiti nova vrsta apsorbirajućeg materijala, koji ima i magnetske i električne gubitke.I ima dobre izglede za primjenu u području elektromagnetske zaštite i apsorpcije mikrovalova.

Za gore navedene uobičajene elektromagnetske zaštitne materijale nano prahove, oba su dostupna od strane Hongwu Nano sa stabilnom i dobrom kvalitetom.