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吸波材料是什么材質？吸波材料有什么作用？
發(fā)布：諾豐科技
時間：2022-02-28 11:33:14
隨著電子設備功率密度的提高,電子器件的電磁兼容問題日趨嚴重,兼具屏蔽功能特性的吸波材料成為解決該問題的新趨勢。
吸波材料定義、作用
吸波材料是指可吸收、衰減空間入射的電磁波能量，并減少或消除反射的電磁波的一類功能材料，一般由基體材料和損耗介質復合而成。通過小的極性分子，吸收消耗掉微博的能量。根據電磁波在介質中從低磁導向高磁導方向傳播的規(guī)律，利用高磁導率鐵氧體引導電磁波，通過共振，大量吸收電磁波的輻射能量，再通過耦合把電磁波的能量轉變成熱能。
電磁波在材料里感應產生電流，電流在材料內部傳輸受阻而轉化為內能。電導率越大，載流子引起的宏觀電流越大（電場引起的電流和磁場引起的渦流）有利于電磁能轉變?yōu)闊崮堋?/span>
吸波材料主要以鐵氧體為基材的屏蔽膜，它主要功能以吸收耦合電磁波防止電波的疊加，消除智能電子系統(tǒng)內的多余電波，可將吸波材料裁剪成型，并貼復在觸摸板背面或排線上抗電磁干擾EMI優(yōu)化觸摸屏的性能。
吸波材料原理
1、吸波材料原理是以磁性微波吸收劑為主體，把電子設備的電磁波以絕緣損耗、磁損耗和阻損耗等方式轉換成熱能來達到降低電磁輻射的作用，具有高導磁率、可選擇頻段寬等特點，并可針對特定頻段定向開發(fā)。
2、吸波材料在10MHz~6GHz范圍內具有良好的吸收特性，可避免二次反射造成的電磁干擾或泄漏。產品主要為吸波貼片類型，也可根據客戶需求加工成各種形狀。吸波材料可用在筆記本電腦、手機、通訊機柜等的電子設備腔體內部。
3、吸波材料對電磁波吸收效果好，吸收頻率寬，可根據客戶要求頻段進行客戶化定制產品，厚度薄性價比高，用途及適用范圍廣泛。
吸波材料分類
目前吸波材料分類較多，大致可分為以下幾大類：
一、按材料成型工藝和承載能力
吸波材料可分為涂覆吸波材料和結構型吸波材料。
二、按吸波原理
1、吸收型吸波材料，它是本身對電磁波進行吸收損耗，基本類型有復磁導率與復介電常數(shù)相等的吸收體，阻抗?jié)u變“寬頻”吸收體和衰減表面電流的薄層吸收體。
2、干涉型吸波材料，則是利用吸波層表面和底層兩列反射波的振幅相等相位相反進行干涉相消。
三、按材料的損耗機理
1、電阻型損耗，此類吸收機制和材料的導電率有關，導電率越大，載流子引起的宏觀電流越大，從而有利于電磁能轉化成為熱能。如碳化硅、石墨等屬于電阻型吸波材料。
2、電介質損耗，它是一類和電極有關的介質損耗吸收機制，就是通過介質反復極化產生的“摩擦”作用將電磁能轉化成熱能耗散掉。如鈦酸鋇之類的是屬于電介質型吸波材料。
3、磁損耗，這類吸收機制是一類和鐵磁性介質的動態(tài)磁化過程有關的磁損耗，可以細化為：磁滯損耗，阻尼損耗、旋磁渦流、以及磁后效應等，主要來源是和磁滯機制相似的磁疇轉向、磁疇壁位移以及磁疇自然共振等，如鐵氧體、羥基鐵等是屬于磁損耗吸波材質。
四、按研究時期
1、傳統(tǒng)吸波材料，如鐵氧體、鈦酸鋇、金屬微粉、石墨、碳化硅、導電纖維等都屬于傳統(tǒng)吸波材料，其中鐵氧體吸波材料和金屬微粉吸波材料研究和應用比較多，性能也較好。
2、新型吸波材料，包括納米材料、手性材料、導電高聚物、多晶鐵纖維及電路模擬吸波材料等，它們具有不同于傳統(tǒng)吸波材料的吸波機理。其中納米材料和多晶鐵纖維是眾多新型吸波材料中性能最好的兩種。
五、按材料
1、鐵氧體吸波材料，它是一種復合介質材料,?對電磁波的吸收既有介電特性方面的極化效應又有磁損耗效應。具有吸收率高、涂層薄和頻帶寬等優(yōu)點,被廣泛應用于各個領域。
2、金屬微粉吸波材料，通常所指的金屬微粉的粒度為0.?5～20μm。金屬微粉吸波材料具有居里溫度高、溫度穩(wěn)定性好、在磁性材料中有著磁化強度高、微波磁導率較大、介電常數(shù)較高等優(yōu)點,?因此在吸波材料領域得到廣泛應用。它主要是通過磁滯損耗、渦流損耗等方式吸收電磁波。目前主要使用的金屬微粉的尺寸通常是1～10μm。
3、多晶鐵纖維吸波材料，它的吸波機理是渦流損耗和磁滯損耗,?此外它還是一種良導體,?具有較強的介電損耗吸收性能,?在外界交變電場的作用下,?纖維內的電子產生振動,?將電磁能部分轉化為熱能。多晶鐵纖維具有獨特的形狀各向異性,?可以在很寬的頻帶內實現(xiàn)高吸收,?質量比傳統(tǒng)的金屬微粉材料減輕40%～60%,?克服了大多數(shù)磁性材料的嚴重缺陷。多晶鐵纖維吸波材料具有重量輕、面密度小(可降至1.5～2kg/m2)?、頻帶寬(4～18GHz)?的優(yōu)點,?并且可以通過調節(jié)纖維的長度、直徑、排列方式、分散劑的含量等調節(jié)材料的電磁參數(shù)。
4、納米吸波材料，是指材料尺寸為納米級(?通常為1～100nm)?。納米材料獨特的結構使其具有隧道效應、量子效應、小尺寸效應和界面效應等特點。將納米材料作為吸收劑制成涂料,?不僅能很好地吸收電磁波,?而且涂層薄,?吸收頻帶寬。
5、吸波結構復合材料，是把吸波材料與樹脂泡沫膠纖維混合成剛性結構材料，最常用的是碳纖維和碳化硅纖維復合材料。
6、等離子體吸波材料，等離子體隱身材料吸收頻帶寬為（3MHz-300GHz），不需要改變飛行器的外觀，價格便宜，維修方便，有極高的潛在應用價值，已成為未來隱身技術的發(fā)展趨勢。
六、按形狀
1、尖劈形，微波暗室采用的吸收體常做成尖劈形（金子塔形狀），主要由聚氨酯泡沫型、無紡布難燃型、硅酸鹽板金屬膜組裝型等。著頻率的降低（波長增長），吸收體長度也大大增加，普通尖劈型吸收體有近似關系式L/λ≈1，所以在100MHz時，尖劈長度達3000mm，不但在工藝上難以實現(xiàn)，而且微波暗室有效可用空間也大為減少。
2、單層平板形，國外最早研制成的吸收體就是單層平板形，后來制成的吸收體都是直接貼在金屬屏蔽層上，其厚度薄，重量輕，但工作頻率范圍較窄。
3、雙層或多層平板形，這種吸收體可在很寬的工作頻率范圍內工作，且可制成任意形狀。將鐵氧體和金屬短纖維均勻分散在合適的有機高分子樹脂中制成復合材料，工作頻帶可拓寬40%～50%。其缺點是厚度大、工藝復雜、成本較高。
4、涂層形，在飛行器表面只能用涂層型吸收材料，為展寬頻率帶，一般都采用復合材料的涂層。如鋰鎘鐵氧體涂層厚度為2.5mm～5mm時，在厘米波段，可衰減8.5dB;尖晶石鐵氧體涂層厚度為2.5mm時，在9GHz可衰減24dB;鐵氧體加氯丁橡膠涂層厚度為1.7mm～2.5mm時，在5GHz～10GHz衰減達30dB左右。
5、結構形，將吸波材料摻入工程塑料使其既具有吸收特性，又具有載荷能力，這是吸波材料發(fā)展的一個方向。如今，為進一步提高吸波材料的性能，國外還發(fā)展了幾種形狀組合的復雜型吸收體。
吸波材料應用
1、可用在筆記本電腦、手機、通訊機柜等的電子設備腔體內部。
2、可以降低各種電子設備的輻射和噪音。
3、可減少低頻間的耦合傳導輻射干擾、減少低頻回波干擾
4、可降低屏障框內的內部EMI（共振、串擾）。
5、應用到芯片與散熱模塊之間。
6、應用之EMI/RFI：EMI（Electro MagneTIc Interference）：直譯是電磁干擾。電磁干擾三要素：干擾源、干擾傳播途徑以及敏感設備。擾源是指產生電磁干擾的電子設備或系統(tǒng)，干擾傳播途徑包括線纜，空間等，敏感設備是指易受電磁干擾影響的電子設備或系統(tǒng)。發(fā)射頻率干擾（RF Interference）：射頻是一種高頻交流電，也就是通常所說的電磁波。射頻干擾就是電磁波所帶來的干擾。如果兩個頻率相差不多的電磁波會同時被接收機接收造成干擾。 在離發(fā)出臺近的地方會有諧波干擾。干擾其他的接收設備。在相同頻率的電磁波可干擾電臺。
