第７章 特殊屏蔽材料oOh大湾区工业设计网
  在本章节中提到了一些在ＥＭＣ场合中较少用到的材料，其中包括金属化纺织物，导电壁纸，μ金属，可热成型合金和镀青铜指形簧片等。oOh大湾区工业设计网
金属化纺织物oOh大湾区工业设计网
  金属化纺织物是由一些纺织或编制材料作芯材制成的，这些材料包括尼龙、聚脂或纤维编织而成，也可以用玻璃纤维，碳纤维。oOh大湾区工业设计网
  通常这些纤维的直径范围是１０～２５０微米，表面金属涂覆层的厚度为０.１～５微米，这些材料可通过蒸发或溶解的工艺生产。常用的金属化纺织物由一定范围的镍镀层构成并提供大量的机械特性。金属化纺织物独特的连接方式提供他在ＲＦＩ／ＥＭＩ屏蔽问题解决方面许多大家感兴趣的特性，诸如屏蔽效能，编织的简易性、透气性、透光性和重量轻等特点。金属化的特性不会改变织物的如下特性，如褶皱、质地、撕扯强度、收缩程度、延伸率等等。oOh大湾区工业设计网
屏蔽效能oOh大湾区工业设计网
  由一定标准的镍涂覆的编织物在用同轴方法测量时得到的信噪比为１３０dＢ。这样的编织物在置于两片波导法兰之间或配合连接器使用时，在１０ＭＨｚ～２６ＧＨｚ的远场情况下衰减有４５～９５dＢ。具体数据取决于特定的编织物与频率。oOh大湾区工业设计网
  如此惊人的性能是由这些金属性材料的三个要素提供的。第一个要素是它较低的电气阻抗（不同编织物每平方阻抗为０.１～３.５ohms）第二、编织物的表面完全用金属材料涂覆，在织物纤维交叉的地方提供了较低的接触阻抗。最后一个要素是编织物有限的厚度在高频的时候产生了一定的截止波导的作用。另外的一种方法是纺织之前在塑料线上做导电涂覆，这样就失去了高导电性编织物在交叉点上有金属涂覆的主要特点。特别是在使用几个月以后，这种现象更加明显。因为这时线的交叉点部分发生一定的氧化。而这种现象不会发生在表面全涂覆的织物上。见图７.１ oOh大湾区工业设计网

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图7.１ 在编织好的织物上进行导电涂覆 oOh大湾区工业设计网

基材oOh大湾区工业设计网
  构成织物的基材可以是各种可镀或可涂覆的非导电材料，甚至是导电材料。纺织的方法也有多种形式。oOh大湾区工业设计网
  二种主要的纺织方式：一种是单线纺织，另一种是多线纺织。用特殊制造的线用于单线纺织，单线的纺织精度很高，线间距离是一定的。由于这些特点，金属化单线织物具有方型网格，这使它们具有较好的衰减特性。oOh大湾区工业设计网
  一些细小的纤维在一起构成了多线。这些线纺织在一起构成的材料上面涂覆连续的金属层（通常为镍）。不同的纤维以及线之间的交叉点由金属涂覆层连接。这保证了高导电性和较好的屏蔽性能，多线纺织物中的线和同一个非常紧密的网，因此不透气。oOh大湾区工业设计网
易纺性oOh大湾区工业设计网
  紧密屏蔽的接触点可以通过传统的缝制技术制造，包括三叠缝制。如图７.２所示，或使用经过精心设计的导电拉链、镀银的钩子等紧固装置连接。 oOh大湾区工业设计网

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图7.2 导电织物使用棉线或其它绝缘线缝制 oOh大湾区工业设计网

  同样也可以用银导电胶来形成低阻抗连接。有些导电编织物可以用低溶点焊锡焊接。其它连接方法包括铆接和用订书钉连接。这些纺织物也可以很容易用剪刀裁开。在实验室内可以方便地塞进机箱缝隙处用来改善设备的ＥＭＣ性能。oOh大湾区工业设计网
透气性和透光性oOh大湾区工业设计网
  有些金属化纺织物，特别是单线纺织型的，能够提供最大达到５０％的开口面积，可以用于屏蔽窗，显示器屏蔽和通风窗等场合。它们的透光性不如我们以前讨论过的导电膜。oOh大湾区工业设计网
重量oOh大湾区工业设计网
  金属纺织物上的金属镀层通常很薄（０.１～５微米），材料的基材具有较低的密度，通常为１～３。oOh大湾区工业设计网
  例如：典型的单线纺织材料比重为７０～８０g/m2。直流电阻为６０～７０mΩ／平方，屏蔽效能在１ＧＨｚ时超过７０dＢ。而多线纺织物的比重为１３０～１４０g/m2，直流电阻８５～１０５mΩ／平方，屏蔽效能在１ＧＨｚ时超过６２dＢ。oOh大湾区工业设计网
应用oOh大湾区工业设计网
  对于金属化纺织物可以在它的一面或三面涂覆绝缘材料，这样就可以将材料的屏蔽效能和防水性能接合起来。这种应用的一个例子是室外广播器材的罩子。 oOh大湾区工业设计网

  图７.4是一种平针织法，这种编织材料非常柔软，可以用于制造屏蔽服和便携式的屏蔽房和帐棚。这些纺织物也是波导衬垫的理想材料。oOh大湾区工业设计网
图７.4 单线平针织法导电织物 oOh大湾区工业设计网

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导电壁纸oOh大湾区工业设计网
  导电纤维编织的壁纸，可以提供某种程度的电磁干扰屏蔽，其效果接近昂贵和笨重的金属屏蔽技术。这种复合材料通常是随机交叉在无纺布里的镀镍碳纤维。oOh大湾区工业设计网
屏蔽效能oOh大湾区工业设计网
  有文献报道用导电壁纸制造的Ｔempest级屏蔽可以将高达４０ＧＨｚ的电磁信号衰减１００dＢ以上。而通常为了满足Ｔempest要求需要价格昂贵的由铜或铝箔构成的双层笼子。oOh大湾区工业设计网
应用oOh大湾区工业设计网
  这种材料可以用标准的非导电壁纸胶粘在墙上，不同于金属箔或金属夹层搭接的地方需要导电性连接。缝隙处的泄露由于无纺布结构中随机排布的镀镍碳纤维的存在而消除。纤维的随机分布构不成明显的截止波导。因此主要在１ＧＨｚ以内具有较好的屏蔽性能。由于纤维还以随机的方式弯曲，因此这也有助于减小缝隙处的ＥＭＩ泄露。oOh大湾区工业设计网
  这种壁纸很容易焊接。因此，既使在接合处也能保证电气完整性，能够与由传统屏蔽材料构成的结构件形成有效的连接，构成法拉第屏蔽罩，见第９章。由于重量轻，质地柔软，因此可以做成十分复杂的形状。oOh大湾区工业设计网
  通过改变材料纤维的种类、长度、基材结构、密度和重量，材料可以对一定的频率具有屏蔽作用。典型的应用包括屏蔽暗室、民用和军用汽车的ＥＭＣ防护、电子窃听防护和医院内图像扫描仪的机房。也有人用这种材料防止飞机上的电子设备受到ＥＭＩ和雷电的影响。oOh大湾区工业设计网
  在建筑上的应用目前正在研究，有些项目在设计全频段屏蔽系统这个系统要在４０ＧＨｚ的范围内屏蔽１００dＢ。这些例子说明了这种材料的潜在广泛用途，在任何需要可靠的电磁干扰保护的场合都能使用这些材料。这些材料能够防止ＥＭＩ的入侵和有效地防止计算机设备的信息被窃取。oOh大湾区工业设计网
磁屏蔽材料oOh大湾区工业设计网
  磁屏蔽材料是由铁磁合金制成的。这些材料具有很高的导磁率，这种材料既能防止敏感器件受外界磁场影响，例如有极射线管，也能防止器件产生发射，例如变压器。屏蔽体使用高技术制造的镍基合金，这种材料经过加工以后需要在特定的温度下和氢气中进行热处理。oOh大湾区工业设计网
特性oOh大湾区工业设计网
  所有的软磁材料会受到各种拉伸的影响，这是磁化过程特有的性质，与某一种特殊材料并没有关系。一个不变的规律是受到拉伸以后导磁率急剧下降，这意味着高导磁率与拉伸是不兼容的。μ金属是一种商用的导磁率最高的材料，对应力很敏感。这些应力可能是由于跌落、弯曲、钻孔、切割等引起的。常用的三种材料如表７.１所示，特性见表７.２ oOh大湾区工业设计网

表７.1 铁镍合金的基本物理特性oOh大湾区工业设计网

表７.2 三种常用磁屏蔽合金材料的特性oOh大湾区工业设计网

应用oOh大湾区工业设计网
  屏蔽通常是用金属板构成的，金属板上可以打孔、剪裁，然后用一个胎具来制成屏蔽，形成好的板材缝隙处可以焊接或搭接。对于搭焊建议搭接宽度为９.５mm，焊点间距为１３mm，为了更美观，也可以将整个缝隙焊起来，但要使用μ金属或Ｒadio metal做辅料，具体取决于母体材料。这种方法不能用于材料厚度小于０.８mm的场合。另一种制造方法是制造深拉伸罐体，这种方法能构成最好的屏蔽体。因为屏蔽体上没有接缝，但是罐体的尺寸会受到限制，因为铁镍合金在接伸过程中很快就变得很难拉伸了。并且由于需要模具这种方法不是很经济。oOh大湾区工业设计网
磁屏蔽胶带oOh大湾区工业设计网
  对于小器件或者屏蔽要求不严格的场合可以用薄胶带卷起来达到屏蔽的效果，很难确定需要绕多少圈。因为磁导率的下降与被屏蔽物体的形状有关，通常要绕数圈，这相当于多层屏蔽。因此最后的方法是边绕边进行实际的测试，这种方法很容易进行修改，但很难获得比较好的屏蔽效果。oOh大湾区工业设计网