防护技术的优缺点.pdfVIP

伴随着电子化、信息化的迅猛发展，无线电广播、电视、移动电话、产品内藏信息微

处理电子设备等的极大普及，以及CPU的运算速度越来越高速化，射频设备的功率成倍提

高，由此产生的电磁兼容、信息安和噪音污染等问题越来越严重，时空中的电磁污染也

大幅度增加，已经直接严重威胁人类生活工作环境健康和身体健康。目前从国内外来看，

解决的方法主要着手于针对电磁辐射源防护和外部防护两个方面，具体说，一是在设计时

加入防辐射材料对基板、线路等进行降低电磁噪声、减少电磁污染和干扰处理；另一方面

是电子系统在内部设计完成后采用防电磁辐射材料对辐射进行防护处理。

目前，电磁辐射防护可采取传统的金属类屏蔽材料屏蔽阻挡和新型吸波材料吸收衰减

两大有效措施。它们有不同的原理和特点，在电磁辐射防护中也具有不同的势和防护效

能。

一、屏蔽材料对电磁辐射防护的屏蔽阻挡

所谓电磁屏蔽是指利用屏蔽材料阻止电磁波在空间传播的一种措施。主要对两个空间

区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和

辐射。具体讲，就是用屏蔽材料将元部、电路、组合、电缆或整个系统的电磁辐射源

包围起来，防止干扰电磁波向外扩散，同时也阻止隔离外界电磁波对元器、接收电路、

设备或系统的干扰。因为屏蔽材料对来自导线、电缆、元部、电路或系统等外部的干扰

电磁波和内部电磁波均起着涡流损耗、电磁波在屏蔽材料上的界面反射和电磁感应在屏蔽

层上产生反向电磁波，可抵消部分干扰电磁波的作用，所以屏蔽材料具有一定减弱电磁干

扰的功能。

电磁波屏蔽的机理：当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气与金属的交界面上阻抗的

不连续，对入射波产生的反射。这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度，只要求交界

面上的不连续；未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内向前传播的过程中，被屏蔽

材料所衰减。也就是所谓的吸收；在屏蔽体内尚未衰减掉的剩能量，传到材料的另一表

面时，遇到金属－空气阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内。这

种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。

屏蔽的结构材料主要是铜、铝等金属类导电良导体，主要的屏蔽机理是反射强行阻挡

隔离电磁波而不是吸收。

由于屏蔽材料通常集中在应用标准金属及其复合材料,虽然这些材料具有很好的屏蔽

效能,但是它们具有有限的物理弹性,重量大,价格昂贵,易于腐蚀,难于调节屏蔽效能及再生

潜力差、产生涡流使被反射电磁波在环境中能量成倍增加等缺点,即使人们也将炭黑添加于

高分子材料中,但也有导致材料力学性能下降的缺陷。因此屏蔽材料这些不可弥补的天然缺

陷，不能达到理想的电磁辐射防护效果。

二、吸波材料对电磁辐射的吸收衰减

所谓吸波材料，是指能吸收投射到它表面的电磁波能量并且不会发生反射、折射和散

射的一类材料。

目前，吸波材料分为吸收剂型吸波材料、结构型吸波材料和智能型吸波材料三大类别，

其特点分别如下

（一）吸收剂型吸波材料

1、羰基铁吸收剂，吸收能力强，应用方便，但其重量重，吸收剂体积占空比一般大于

40％，面密度大于2千克/米2。

2、铁氧体吸收剂，价格低、吸波性能好，在低频、厚度薄的情况下性能仍很好；缺点

是比重大。

3、金属及其氧化物磁性超细粉末，经过细化的吸收剂粒子的磁、电、光等物理性能发

生了质的变化，兼具吸波、透波和偏振电磁波等功能。

4、耐高温陶瓷，如碳化硅，耐高温、强度高、膨胀系数小、耐腐蚀、化学稳定性好、

密度低、吸波性能好。

5、手性材料（chiralmaterial），是指一种物体与其镜像不存在几何对称性且不能通

过任何操作使之与其镜像相重合的现象。具有手性特性的材料，能减少入射电磁波的反射

并能吸收电磁波。目前研究的雷达吸波型手性材料，是在基体材料中掺杂手性结构物质形

成手性复合材料，尺寸范围为0.01～5毫米更合适。

6、导电高聚物材料，主要是电子型导电高聚物，其物理化学性能独特，将它与无机磁

损耗物质或超微粒子复合，可望发展成为一种新型的轻质宽频带微波吸收材料。

7、纳米隐身材料，包括纳米微粒、纳米纤维、纳米膜和纳米固体。美国研制出的超