Tobulėjant šiuolaikinėms aukštosioms technologijoms, elektromagnetinių trukdžių (EMI) ir elektromagnetinio suderinamumo (EMC) problemos, kurias sukelia elektromagnetinės bangos, tampa vis rimtesnės.Jie ne tik trikdo ir sugadina elektroninius prietaisus ir įrangą, turi įtakos normaliam jų veikimui, labai apriboja mūsų šalies tarptautinį konkurencingumą elektroninių gaminių ir įrangos srityje, taip pat teršia aplinką ir kelia pavojų žmonių sveikatai;be to, elektromagnetinių bangų nutekėjimas taip pat kels pavojų nacionaliniam informacijos saugumui ir pagrindinių karinių paslapčių saugumui.Visų pirma, elektromagnetiniai impulsiniai ginklai, kurie yra naujos koncepcijos ginklai, padarė esminių laimėjimų, galinčių tiesiogiai atakuoti elektroninę įrangą, maitinimo sistemas ir pan., sukeldami laikinus informacinių sistemų gedimus arba nuolatinę žalą ir pan.

Todėl, tiriant efektyvias elektromagnetines ekranavimo medžiagas, skirtas užkirsti kelią elektromagnetinių trukdžių ir elektromagnetinio suderinamumo problemoms, kurias sukelia elektromagnetinės bangos, padidės elektroninių gaminių ir įrangos saugumas ir patikimumas, padidės tarptautinis konkurencingumas, užkertamas kelias elektromagnetinių impulsų ginklams ir užtikrinama informacinių ryšių sistemų ir tinklo sistemos sauga. , perdavimo sistemos, ginklų platformos ir kt.

1. Elektromagnetinio ekranavimo (EMI) principas

Elektromagnetinis ekranavimas – tai ekranavimo medžiagų naudojimas, siekiant blokuoti arba susilpninti elektromagnetinės energijos sklidimą tarp ekranuoto ploto ir išorinio pasaulio.Elektromagnetinio ekranavimo principas yra naudoti ekranavimo korpusą, kad atspindėtų, sugertų ir nukreiptų elektromagnetinės energijos srautą, kuris yra glaudžiai susijęs su krūviais, srovėmis ir poliarizacija, sukeliama ekranavimo konstrukcijos paviršiuje ir ekranavimo korpuso viduje.Ekranavimas pagal savo principą skirstomas į elektrinio lauko ekranavimą (elektrostatinis ekranavimas ir kintamo elektrinio lauko ekranavimas), magnetinio lauko ekranavimą (žemo dažnio magnetinio lauko ir aukšto dažnio magnetinio lauko ekranavimas) ir elektromagnetinio lauko ekranavimą (elektromagnetinių bangų ekranavimas).Paprastai tariant, elektromagnetinis ekranavimas reiškia pastarąjį, ty elektrinio ir magnetinio lauko ekranavimą tuo pačiu metu.

2. Elektromagnetinė ekranavimo medžiaga

Šiuo metu plačiai naudojamos kompozitinės elektromagnetinės ekranavimo dangos.Pagrindinės jų kompozicijos yra plėvelę formuojanti derva, laidus užpildas, skiediklis, jungiamoji medžiaga ir kiti priedai.Laidus užpildas yra svarbi jo dalis.Įprasti yra sidabro (Ag) milteliai ir vario (Cu) milteliai, nikelio (Ni) milteliai, sidabru dengti vario milteliai, anglies nanovamzdeliai, grafenas, nano ATO ir kt.

2.1Anglies nanovamzdeliai(CNT)

Anglies nanovamzdeliai turi puikų kraštinių santykį, puikias elektrines, magnetines savybes ir pasižymi puikiu laidumu, sugeriamumu ir ekranavimu.Todėl anglies nanovamzdelių, kaip laidžių elektromagnetinių ekranuojančių dangų užpildų, tyrimai ir plėtra tapo vis populiaresni.Tai kelia aukštus reikalavimus anglies nanovamzdelių grynumui, produktyvumui ir kainai.„Hongwu Nano“ gaminamų anglies nanovamzdelių, įskaitant vienasienius ir daugiasienius, grynumas siekia iki 99%.Tai, ar anglies nanovamzdeliai yra išsklaidyti matricos dervoje ir ar jie turi gerą giminingumą su matricos derva, tampa tiesioginiu veiksniu, turinčiu įtakos ekranavimo veikimui.Hongwu Nano taip pat tiekia dispersinį anglies nanovamzdelių dispersijos tirpalą.

2.2 Mažo tariamojo tankio sidabro milteliai

Anksčiausia paskelbta laidžioji danga buvo 1948 m. JAV išduotas patentas, pagal kurį sidabras ir epoksidinė derva tapo laidžiais klijais.Elektromagnetiniai ekranuojantys dažai, paruošti iš „Hongwu Nano“ pagamintų rutulinių dribsnių sidabro miltelių, pasižymi mažu atsparumu, geru laidumu, dideliu ekranavimo efektyvumu, stipriu aplinkos toleravimu ir patogia konstrukcija.Jie plačiai naudojami ryšių, elektronikos, medicinos, aviacijos, branduolinių objektų ir kitose srityse.Apsauginiai dažai taip pat tinka ABS, PC, ABS-PCPS ir kitų inžinerinių plastikų paviršiams padengti.Veikimo rodikliai, įskaitant atsparumą dilimui, atsparumą aukštai ir žemai temperatūrai, atsparumą drėgmei ir karščiui, sukibimą, elektrinę varžą, elektromagnetinį suderinamumą ir kt., gali pasiekti standartą.

2.3 Vario milteliai ir nikelio milteliai

Vario milteliniai laidūs dažai yra pigūs ir lengvai dažomi, taip pat turi gerą elektromagnetinį ekranavimo efektą, todėl yra plačiai naudojami.Jis ypač tinka elektroninių gaminių, kurių apvalkalas yra inžinerinis plastikas, anti-elektromagnetinių bangų trikdžiams, nes vario miltelinius laidus dažus galima lengvai purkšti arba tepti šepečiu.Įvairių formų plastikiniai paviršiai metalizuojami, kad susidarytų elektromagnetinis ekranavimas laidus sluoksnis, kad plastikas galėtų pasiekti elektromagnetinių bangų ekranavimo tikslą.Didelę įtaką dangos laidumui turi vario miltelių morfologija ir kiekis.Vario milteliai yra sferinės, dendritinės ir dribsnių formos.Dribsnio formos kontaktinis plotas yra daug didesnis nei rutulio formos ir rodo geresnį laidumą.Be to, vario milteliai (sidabru dengti vario milteliai) yra padengti neaktyviais metalo sidabro milteliais, kuriuos nėra lengva oksiduoti, o sidabro kiekis paprastai yra 5–30%.Vario miltelinė laidžioji danga naudojama sprendžiant ABS, PPO, PS ir kitų inžinerinių plastikų bei medienos elektromagnetinį ekranavimą ir elektrinį laidumą, turi platų taikymo ir skatinimo vertę.

Be to, nano nikelio miltelių ir elektromagnetinių ekranavimo dangų, sumaišytų su nano ir mikronų nikelio milteliais, elektromagnetinio ekranavimo efektyvumo matavimo rezultatai rodo, kad nano Ni dalelių pridėjimas gali sumažinti elektromagnetinio ekranavimo efektyvumą, tačiau gali padidinti absorbcijos nuostolius.Sumažėja magnetinių nuostolių tangentas, taip pat elektromagnetinių bangų daroma žala aplinkai, įrangai ir žmonių sveikatai.

2.4 Nano alavo stibio oksidas (ATO)

Nano ATO milteliai, kaip unikalus užpildas, pasižymi dideliu skaidrumu ir laidumu bei plačiu pritaikymo spektru ekranų dangos medžiagų, laidžių antistatinių dangų ir skaidrių termoizoliacinių dangų srityse.Tarp optoelektroninių prietaisų ekrano dangos medžiagų nano ATO medžiagos turi antistatines, anti-akinimo ir spinduliuotės funkcijas ir pirmą kartą buvo naudojamos kaip ekrano elektromagnetinės ekranavimo dangos medžiagos.ATO nano dangos medžiagos turi gerą šviesos spalvų skaidrumą, gerą elektros laidumą, mechaninį stiprumą ir stabilumą, o jų pritaikymas ekrano įrenginiams šiuo metu yra vienas iš svarbiausių ATO medžiagų pramoninių pritaikymų.Elektrochrominiai įrenginiai (pvz., ekranai ar išmanieji langai) šiuo metu yra svarbus nano-ATO programų ekrano srityje aspektas.

2.5 Grafenas

Kaip naujo tipo anglies medžiaga, grafenas labiau tikėtina, kad taps naujo tipo veiksminga elektromagnetine ekranavimo arba mikrobangų sugeriančia medžiaga nei anglies nanovamzdeliai.Pagrindinės priežastys apima šiuos aspektus:

①Grafenas yra šešiakampė plokščia plėvelė, sudaryta iš anglies atomų, dvimatė medžiaga, kurios storis yra tik vienas anglies atomas;

②Grafenas yra ploniausia ir kiečiausia nanomedžiaga pasaulyje;

③Šiluminis laidumas yra didesnis nei anglies nanovamzdelių ir deimantų ir siekia apie 5 300 W/m•K;

④Grafenas yra medžiaga, kurios savitoji varža yra mažiausia pasaulyje, tik 10-6Ω•cm;

⑤ Grafeno elektronų mobilumas kambario temperatūroje yra didesnis nei anglies nanovamzdelių ar silicio kristalų, viršijantis 15 000 cm2/V•s.Palyginti su tradicinėmis medžiagomis, grafenas gali įveikti pradinius apribojimus ir tapti efektyviu naujų bangų sugėrikliu, atitinkančiu absorbcijos reikalavimus.Banginėms medžiagoms keliami „ploni, lengvi, platūs ir tvirti“ reikalavimai.

Elektromagnetinio ekranavimo ir sugeriančios medžiagos efektyvumo pagerėjimas priklauso nuo sugeriančiosios medžiagos kiekio, sugeriančiosios medžiagos veikimo ir gero sugeriančio pagrindo varžos atitikimo.Grafenas turi ne tik unikalią fizinę struktūrą ir puikias mechanines bei elektromagnetines savybes, bet ir geras mikrobangų sugerties savybes.Ją sujungus su magnetinėmis nanodalelėmis, galima gauti naujo tipo sugeriančią medžiagą, kuri turi ir magnetinių, ir elektrinių nuostolių.Ir jis turi geras taikymo perspektyvas elektromagnetinio ekranavimo ir mikrobangų sugerties srityje.

Aukščiau išvardytų įprastų elektromagnetinių ekranavimo medžiagų nano miltelių abu yra stabilūs ir geros kokybės „Hongwu Nano“.