常见的EMI电磁屏蔽材料种类及作用原理

随着科学技术和电子工业的高速发展，各种数字化、高频化的电子电器设备在工作时向空间辐射了大量不同波长的频率的电磁波，从而导致了新的环境污染，即可电磁波干扰(Electromagnetic Interference,EMIl)。电磁波会与电子元件作用，产生干扰现象，简称为EMI；当电子设备工作时，既不希望被外界电磁波干扰，又不希望自身辐射出电磁波干扰外界设备，以及对人体的辐射危害，这就需要通过电磁屏蔽来阻断电磁波的传播路径。电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和吸收原理。电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。

屏蔽按其原理分为电场屏蔽（静电屏蔽和交变电场屏蔽）、磁场屏蔽（低频磁场和高频磁场屏蔽）和电磁场屏蔽（电磁波的屏蔽）。通常所说的电磁屏蔽是指后一种，即对电场和磁场同时加以屏蔽。按照屏蔽作用原理，屏蔽体对屏蔽效能的贡献分为三部分：

1；屏蔽体表面因阻抗失配引起的反射损耗；

2；电磁波在屏蔽材料内部传输时，电磁能量被吸收引起传输损耗或吸收损耗；

3；电磁波在屏蔽材料内壁面之间多次反射引起的多次反射损耗。由此可以得到影响材料屏蔽效能的三个基本因素，即材料的电导率、磁导率及材料厚度。这也是屏蔽材料研究本身所必须关注的问题和突破口。当然，对于电磁屏蔽体结构，其屏蔽效能还与结构、形状、气密性等有关，对于具体问题，还需要考虑被屏蔽的电磁波频率、场源性质等；

常见的屏蔽材料介绍

不同的材料、不同的材料厚度对于电磁波的吸收效果不一样，按照电磁屏蔽材料主要包括三大类：

1，金属类：直接选择金属材料，如镀锡铜，裸铜，铜包钢等；

铜/铜包钢丝等编网（金属屏蔽）：金属屏蔽是通过编织设备将金属丝以一定的编织结构编织而成，属屏蔽的材料一般是铜丝（镀锡铜丝）、铝合金丝、铜包铝、铜带（铜塑带）、铝带（铝塑带）、钢带等材料，对应金属编织，不同的结构参数具有不同的屏蔽性能，编织层的屏蔽效能不仅与金属本身的电导率和磁导率有等结构参数有关，且层数越多，覆盖率越大，编织角越小，编织层的屏蔽性能越好，编织角应该控制在30-45°之间，对于单层编织，覆盖率最好在80%以上，这样其就可以通过磁滞损耗，介电损耗，电阻损耗等机理转变为热能，势能等其他形式的能量，消耗不需要的能量，达到屏蔽吸收电磁波的效果。编织网一般是由镀锡圆铜线或者铝镁金丝编织而成，主要是防止低频电磁波干扰，其工作原理与铝箔是相同。使用编织网的屏蔽网线要求编织网的密度一般最少要大于80%，这种类型的编制网主要用于将大量如网线敷设于同一线槽的场所，可以降低大量网线间产生的外部串扰。此外，也可以用于线对间屏蔽，以此来增长线对的扭绞长度，降低对线缆的绞距要求等。

2；填充类：在不导电的材料中添加一定比例的导电材料从而使材料导电，基材可以选择PET，塑胶等，导电部分可以是铝，铜，金属纤维等材料；

3；表面敷层或者导电涂料等，对基材进行改性，常用的制作方法又贴金属铜箔，铝箔等；

铝箔麦拉：铝箔麦拉采用软质铝箔与聚酯薄膜为原材，以凹版涂布进行复合，待铝箔麦拉熟成再分切卷收。可调配涂胶，铝箔麦拉模切后可用于组装屏蔽与接地。铝箔麦拉带主要应用于通信电缆的搅扰屏，铝箔麦拉包含：单面铝箔，双面铝箔，展翅铝箔，热熔铝箔，铝箔胶带，铝塑复合带；铝层是提供了优异的导电性、屏蔽效能及防腐蚀性能够适应各种不同范围的要求，屏蔽范围在100K-3GHz为主，然后其中的热融铝箔麦拉是在铝箔和电缆接触的得那面涂有一层热熔胶，在高温预热的情况下，热熔胶可以和缆芯绝缘紧紧地包覆在一起，对电缆的屏蔽性能有帮助，而普通铝箔不具有粘性，只是简单的包在缆芯绝缘上，电缆的屏蔽性能较差。铝箔麦拉主要是用于屏蔽高频电磁波，防止高频电磁波与线缆的导体接触进而产生感应电流，增加串扰。当高频电磁波接触到铝箔时，根据法拉第电磁感应定律可知，电磁波会趋附到铝箔表面，并产生感应电流。此时，需要一根导体把感应电流导入大地，避免感应电流对传输信号造成干扰。使用铝箔作为屏蔽层的线材一般要求铝箔的重复率不能低于25%。最大量的应用场合目前还是网络布线上面，该类型网线主要使用在医院，工厂等具有强电磁波辐射或者拥有大量强电设备的地方；此外也运用在政府等对网络安全要求较高的地区。

电磁屏蔽材料将向屏蔽效能更高、屏蔽频率更宽、综合性能更优良的方向发展，各种新材料在电磁屏蔽的创新应用将会得到更多发展。未来的技术发展，电磁屏蔽将往导电性能好、加工工艺简单、性价比高、适合大批量生产等方面发展。而未来越来越多类型的电子设备将被纳入到电磁兼容管理的标准中来，电磁兼容的标准也将愈发的严格，可以预见线缆行业工艺材料的持续升级趋势将是确定性方向。

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