电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状

赵灵智等电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状

电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状

赵灵智１，胡社军２，何琴玉２，李伟善２，陈俊芳２，汝强２

（１．广东工业大学，广州５１０６４０；２．华南师范大学，广州５１０６３１）

摘要：阐述了电磁屏蔽材料的重要性，介绍了不同情况下电磁屏蔽材料的屏蔽机理，常见的电磁屏蔽材料种类及其特点，综述了高分子导电涂料、表面敷层型屏蔽材料、纤维类复合材料、发泡金属类屏蔽材料近几年来的国内外研究现状及应用，因其具有良好的屏蔽效果而有望成为极具发展前景的一类包装材料。

关键词：电磁屏蔽；原理；现状；综述

中图分类号：ＴＢ３４；ＴＢ３３３文献标识码：Ａ文章编号：１００１—３５６３（２００６）０２—０００１—０４

Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｆ

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随着现代高新技术的发展，电磁波引起的电磁干扰（ＥＭＩ）ｌ

电磁屏蔽原理

与电磁兼容（ＥＭＣ）问题日益严重，在继噪音污染、空气污染、水污染之后，电磁波污染成为威胁人类健康的第四大公害。探电磁屏蔽，即利用屏蔽体的反射、衰减等使得电磁辐射场索高效的电磁屏蔽材料，防止电磁波辐射污染以保护环境和人源所产生的电磁能流不进入被屏蔽区域。通常，屏蔽材料对空体健康，防止电磁波泄漏以保障信息安全，已经成为当前国际间某点的屏蔽效果用屏蔽效能ＳＥ（ＳｈｉｅｌｄｉｎｇＥｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ，ｄＢ）上迫切需要解决的问题。世界各国先后通过立法和制定标准表示：．ｓＥ＝２０１９（Ｅｏ／Ｅ），其中玩是无屏蔽材料时该点场强，Ｅ来规范各类电子产品电磁辐射剂量，我国也颁布了一些行业性是有屏蔽体后该点场强。．ｓＥ小于３０ｄＢ为差；３０—６０ｄＢ为中的电磁辐射防护规定。我国加入ＷＴＯ后，凡是不符合ＥＭＣ／等，可用于一般工业或商业用电子设备；６０～９０ｄＢ为良好，可ＥＭＩ管制及认证制度的产品，难以在发达国家上市流通。由于用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽；９０ｄＢ以上为优，用于要电磁屏蔽材料在社会生活、经济建设和国防建设中的重要作求苛刻的高精度、高敏感度产品。根据实用需要，对于大多数用，因而其研发愈发成为人们关注的重要课题¨…。文中论述电子产品的屏蔽材料，在３０～１０００ＭＨｚ频率范围内，其ＳＥ至了屏蔽材料的屏蔽原理和研究现状，并对开发高性能屏蔽材料少达到３５ｄＢ以上，方认为是有效屏蔽。

提出了研发思路。

Ｓ．Ａ．Ｓｃｈｅｌｋｕｎｏｆｆ电磁屏蔽理论认为，电磁波传播到屏蔽材料表面时，通常有３种不同机理进行衰减：（１）未被反射而进入屏蔽体的吸收损耗；（２）在入射表面的反射损耗；（３）在屏蔽体内部的多重反射损耗。用公式可表示为口…：ＳＥ＝Ａ＋Ｒ＋

收稿日期：２００５．１０－１７

基金项目：广东省自然科学基金项目（０５２００５３４）

作者简介：赵灵智（１９７７一），男，江西赣州人，广东工业大学博士生，主攻电子信息材料、高性能电磁屏蔽和吸波薄膜材料的

设计与研究。

１

包装工程ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ

ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶ０１．２７Ｎｏ．２２００６．０４

Ｂ（见图１）。吸收损耗Ａ＝１．３１４ｔ（ｆ／ｘ，盯，）”２（ｄＢ）；Ｒ为电磁波２

电磁屏蔽材料的国内外研究现状

的单次反射衰减，Ｒ＝１６８—１０ｌｇ（血，／ｏｒ，）（ｄＢ）（远场平面目前，国外发达国家电磁屏蔽材料发展很快，特别是美国、

波）；Ｂ为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗，Ｂ＝２０ｌｇ（１

英国、日本等已经形成生产各种类别和系列规格的屏蔽材料产一ｅ。２“）（ｄＢ）。其中，ｐ，为材料相对铜的磁导率；盯，为材料相业，至上世纪８０年代未，美国生产屏蔽材料的公司就已超过对铜的电导率；ｆ为电磁波的频率；￡为材料厚度；６为趋肤深度

２５家，年销售额以每年５０％的增长率增长。国内在电磁屏蔽６＝（１ＴＭ厂）。１“。

材料领域相对滞后，开发应用的品种较少，屏蔽性能低，未能形人

成产品的系列化和产业化。研究较多限于频率ｌＧＨｚ以上的屏蔽材料，而１０ｋＨｚ～１ＧＨｚ范围内屏蔽材料的研究起步较晚，仅有少数研究单位进行研究，至今国内使用的高档屏蔽材料主要依靠国外进口。

屏蔽层按电磁屏蔽机制，电磁屏蔽材料分为３种：反射损耗为主，磁波

吸收损耗为主，反射损耗和吸收损耗相结合；按屏蔽材料的组

成可分为铁磁类、良导体类和复合类；按屏蔽材料制备与存在形态可分为涂敷型和结构复合型。目前主要有以下４种形式

次反射

屏蔽材料：（１）高分子导电涂料；（２）表面敷层型屏蔽材料；（３）纤维类复合材料；（４）发泡金属类。

图１

电磁场屏蔽机理

２．１

高分子导电涂料

Ｆｉｇ．１

Ｓｈｉｅ｜ｄｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ

电磁屏蔽导电涂料按导电机理和组成可以分为本征型和

（１）吸收损耗：吸收损耗是导体材料中的电偶极子或磁偶

掺合型，属于反射损耗为主或反射与吸收损耗相结合的材料。

极子与电磁场作用的结果。由于吸收损耗４发生在屏蔽体内，

目前研究较多的是掺合型导电涂料，主要由高分子聚合物、稀

它与波的类型（电场波或磁场波）无关，只与屏蔽层的厚度、频

释剂、添加剂以及导电性填料组成，即把导电微粒如金属粉末

率、导电率及导磁率有关。从式中可以看出ｆｏ牡，・矿，值越大，金、银、铜、镍等和非金属粉末碳、石墨、云母片等掺入到高分子Ａ值越大。因此具有较大磁导率的镍铁钼超导磁合金和镍铁高聚合物，如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯和乙烯基树脂等，并

导磁合金具有良好的吸收电磁波的性能。多层材料叠加可以

使其具有导电性。掺合型导电机理比较复杂，导电效果和填料减小磁畴壁增加磁导率，因此材料越厚Ａ值也就越大。

种类以及填料在聚合物中的分散程度有关。

（２）反射损耗：反射损耗是由于空间阻抗和屏蔽层的固有高分子导电涂料包括银系、碳系、铜系、镍系等。其中银系阻抗之间不匹配而引起的，是导体材料中的带电粒子（自由电导电涂料的导电性好而具有优良的屏蔽性能，是开发和应用较子或空穴）与电磁场的相互作用的结果。其大小与肛，／ｏ＂，大小早的品种之一，但由于价格昂贵成本过高，主要应用在某些特

有关，具有越高电导率或越低磁导率的材料，反射损耗越大，所

殊的领域。Ｃｈｅｎｇ—ＨｓｉｕｎｇＰｅｎｇ等¨。在Ａｇ纳米微粒上沉积尖

以金、银、铜等金属都是电磁波的良反射体。反射损耗不仅与材晶石铁酸盐Ｎ‰ｚｎ。，Ｆｅ：Ｏ。，形成了以Ａｇ作为核心以ＮｉＺｎ铁

料的表面阻抗有关，也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距

酸盐作为包覆层结构的纳米粒子粉体，把这种纳米粒子粉体填

离（Ｄ）有关。对于近场源磁场波：Ｒ＝２０ｌｇ｛［１．１７３（ｐ，／ｔｒ，Ｄ”２

充到树脂聚亚安酯中形成了高频电磁波的吸收体，当频率为

／Ｄ］＋０．０５３５Ｄ（ｆ口，／ｇ，）”２＋０．３５４｝；对于近场源电场波：Ｒ

９ＧＨｚ时，反射损耗超过了一２５ｄＢ。Ｍａｇａｌｉ－８０研制的填充了羟

＝３６２—２０１９［Ｄ∞，／ｏ＂，）”２］。

基铁和铁酸盐粉末的涂料，当频率在８—１６ＧＨｚ，其反射损耗达（３）多重反射损耗：由于透射波通过内部衰减后，又碰到一４０ｄＢ。碳系涂料密度小、成本低，但导电性相对较差，屏蔽

屏蔽层的另一侧，在这个侧面上又进行反射和透射，反射波再效果不太理想，一般用作防静电涂层。铜系涂料的电阻率低导次通过内部，如此进行多次的反复反射，使能量迅速衰减。对于

电性好，但由于铜的密度较大易下沉，在聚合物基体中分散不高频，当ｔ／６或』４很大时，多重反射消耗趋于０可忽略不计；而好，同时存在抗氧化性能差和填料用量大等问题，其应用在很对于低频由于ｔ／６或Ａ很小，瘦考虑多重反射。通常对于Ａ＞长一段时期内受到限制。对于镍系导电涂料，目前研究表明：

１０ｄＢ时，多重反射损耗可以忽略。由于电子设备的高精密发由于镍系涂料的价格适中，氧化问题比铜轻，因而成为当前欧展，要求反射回来的电磁波应尽可能少，以免影响设备的正常美等国电磁屏蔽用涂料的主流，但镍的电导率较低，其电磁参

工作，因此研究高吸收低反射的电磁屏蔽材料是当前研究的重数（电导率、磁导率、介电常数等）随频率而变化，在低频区和

点；可是很难找到一种单一的材料，同时满足肛，・盯，乘积大而高频区的电磁屏蔽性能不理想，因而在工程应用方面及屏蔽效

肛，／ｔｒ，比值小，因此高吸收低反射的电磁屏蔽材料的研究成了

能、物理性能、环境性能上还有不少问题亟待解决。吴行等１９０电磁屏蔽材料界的难点。

采用微米镍粉、氧化锌晶须、ＳｉＣ、锆钛酸铅、Ｎｉ—ｚｎ软磁铁氧

体作为填料，制备出宽频的高吸收低反射涂料，在１０ｋＨｚ～

２

赵灵智等电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状

１

ＧＨｚ频段ＳＥ达４０ｄＢ。因电磁屏蔽涂料绝大多数均是溶剂型的，它们将对环境会产生有害的影响，因此电磁屏蔽涂料的水性化是导电涂料发展的一种必然趋势。

国际市场上有较多知名品牌如Ａｃｈｅｓｏｎ公司的铜包银

Ｅｌｅｃｔｒｏｄａｇ

ＳＰ０２９和纯银ＳＰ０３１Ａ等系列导电涂料，在喷涂膜厚很薄（达０．４ｍｉｌｓ／１０ｐ．ｍ）的情况下仍具有极好的导电性。华因

科技有限公司对整体复合电磁屏蔽涂料的应用基础和层状复

合电磁屏蔽涂料的制备工艺与屏蔽机理进行了一些研究，已成

功研制出ＰＢｌ５１型和ＰＢｌ５２型复合电磁屏蔽涂料。经原电子工业部第四研究所（国家级电磁兼容检测中心）测试，在１０ｋＨｚ

～１ＧＨｚ频段，ＰＢｌ５１型ＳＥ＞４０ｄＢ；ＰＢｌ５２型ＳＥ＞６０ｄＢ，涂料

技术指标达到国外Ｔｅｍｐｅｓｔ技术及我国“军用电磁屏蔽涂料通

用规范”对电子设备的屏蔽要求，具有良好的抗电磁波辐射及

屏蔽传导干扰的功能。

导电聚苯胺复合材料是一种新型的屏蔽材料，与金属类屏

蔽材料相比，具有易加工、质量轻、韧性好、电导率易于调节等优势，厂泛涂覆于各种仪表或显示窗口，通过反射、吸收损耗达

到ＥＭＩ屏蔽目的。文献［１０３１哿乳液聚合法制备的直径约为５～２０ｎｍ的盐酸掺杂聚苯胺（ＰＡＮ・ＨＣｌ）和直径为４０—５０ｎｍ的ＤＢＳＡ掺杂的聚苯胺（ＰＡＮ・ＤＢＳＡ）与ＰＶＡ水溶液共混，混合液浇铸成膜，制得了逾渗阈值仅为０．１％的浅绿色、高透明、

柔韧性好的导电纳米复合膜。ＰＡＮ含量为２．Ｏ％时，ＰＡＮ・ＨＣｌ／ＰＶＡ及ＰＡＮ・ＤＢＳＡ／ＰＶＡ复合膜的电导率分别达到４．４×１０’５（Ｓ・ｃｍ“）和Ｉ．２×１０。８（ｓ・ｃｍ。１）。

２．２

表面敷层型屏蔽材料

通过贴金属箔、化学镀、真空镀、喷涂等方法，对绝缘体表

面进行导电化处理而达到屏蔽效果，属于反射损耗为主的屏蔽

材料。贴金属箔即把镍箔、铜箔、铝箔、铁箔、不锈钢箔等与塑

料薄片、薄板等用粘合剂连在一起，然后再压制成型，工艺较简

单，屏蔽效果可达６０—７０ｄＢ。西班牙Ｊ．Ａ．Ｐｏｍｐｏｓｏ等ｕ叫开发

出一种以ＰＰｙ混合物为基体的导电热溶性粘合剂（ＩＣＨＭＡｓ），显示很好的ＥＭＩ屏蔽效能，同时又保存着传统粘合剂的优良性能。化学镀和电镀法，主要是将金属Ｎｉ或ｃｕ等镀覆到材料的表面，屏蔽效果可达６０—１２０ｄＢ，缺点是污染严重，不符合绿色环保。喷涂法是用电弧、火焰喷涂等方式在材料表面制备锌、铝、铜等金属层，厚度约为７０１ｘｍ，ｓＥ可达７０ｄＢ，缺点是金属层和基体之间结合不牢易脱落。

真空镀是采用ＰＶＤ技术使金属气化，然后在基材表面形成金属镀层，国内外在这方面的公开交流的资料不多。目前真空镀Ａｌ在３０～１０００ＭＨｚ时，ＳＥ可达５０～７０ｄＢ。国内吉林大学张丽芳等ｕ副研究了磁控溅射法在塑料基片ＨＩＰＳ沉积Ｃｕ／

Ｎｉ薄膜的工艺，在ｌｏ～１０６ｋＨｚ范围内，铜层为１．０～４．ｏ‘Ｌｍ时，ＳＥ为８０～１１０ｄＢ，试验发现薄膜的屏蔽主要取决于反射衰

减，吸收衰减很小，并认为多的反射面数可以获得高屏蔽效果。美国Ｅ．Ｓａｖｍｎ等人¨列用溅射的方法在ＺｎＳ上沉积一层ＷＳｉ，／０．７ｔｘｍ的薄膜，在４００ＭＨｚ～１８ＧＨｚ的屏蔽性能效果良好，

其中在２ＧＨｚ屏蔽效能可达５３ｄＢ。２０００年中科院李秀荣等ｕ４Ｊ

采用阴极磁控溅射法在普通厚玻璃上制备用于高频电磁屏蔽

的ＩＴＯ透明导电膜，研究了膜层的结晶程度和晶粒大小对膜层性能的影响，结果表明方块电阻在５—４０１１／口范围内，在８～

１８ＧＨｚ高频范围内电磁波的反射率达８８．５％。

２．３纤维类复合材料２．３．１

复合导电纤维

复合导电纤维是利用化学镀、真空镀、聚合或电浆等方式，使金属附着在纤维表面上形成金属化纤维，或在纤维内部掺入金属微粒物质，再经过熔融抽成导电性或导磁性纤维。常用的

纤维有银纤维、铜纤维、碳纤维、铁纤维、不锈钢纤维及镀金属玻璃纤维等。文献［１５］详细阐述了碳纤维的性能特点以及在

增强塑料中作为填充材料型、结构材料型、复合材料型３种应

用形式的主要研究内容，比如在碳纤维表面包覆金属Ａｕ、舷、

ｃｕ、Ｎｉ、ｚｎ，或镀覆ＳｉＣ，沉积石墨颗粒等。台湾ＣＨＩ—ＹＵＡＮＨＵＡＮＧ等人ｕ“”１制备了化学镀镍的碳纤维／ＡＢＳ复合材料

和碳纤维／ＡＢＳ化合物，研究了微观结构对其物理性能的影响，在３０～１０００ＭＨｚ时ＳＥ最高达４７ｄＢ；研究了热处理对化学

镀沉积Ｎｉ—Ｐ碳纤维／ＡＢＳ化合物的电磁屏蔽性能影响规

律，在６００ｃｃ时电阻率达到最小。文献Ｅ２０］研究了用粘接与化学镀制备铜、镍覆盖碳纤维复合ＡＢＳ的屏蔽效果，表明化学镀铜、镍的碳纤维／ＡＢＳ复合材料中，由于纤维的分散性以及镀

层和纤维的良好结合性而显示出优异的屏蔽效果。日本推出的铁纤维与尼龙６、聚丙烯、聚碳酸酯等树脂混合而制成的屏蔽塑料，其中ＦＥ一１２５、ＦＥ一１２５ＭＣ、ＦＥ一１２５ＨＰ三个品种的铁纤维填充率为２０％～２７％（体积），其ＳＥ可达６０～８０ｄＢＬ２“。

韩国Ｈ．Ｋ．Ｋｉｍ等人陋驺１通过化学和电化学的方法，在ＰＥＴ上聚合一层本征型导电聚合体（ＩＣＰ），表明：ＩＣＰ／ＰＥＴ复合材料有很高的电导率，电阻率低达０．３１）・ｅｍ，宽频（５０ＭＨｚ～１．

ＰＰｙ，形成电阻率低达０．２Ｑ・ｃｍ的ＰＥＴ／ＰＰｙ化合物，在相同频率范围ＳＥ达３６ｄＢ，而且作者认为ＰＥＴ／ＰＰｙ不仅是高性能电磁屏蔽材料，而且还是很好的吸波材料。美国Ｃｈｈｉｕ—Ｔｓｕ

Ｌｉｎ等¨４０用ＤＡＡＳ水溶液沉积技术在石英管和更难熔的陶瓷

纤维上沉积一层Ｌａ０。。Ｓｒ０。，ＭｎＯ，薄膜（约０．１斗ｍ），探讨了外界环境对薄膜的肛和ｏｒ的影响规律，以及晶体结构、薄膜形态、

电阻系数、磁化、辐射吸收和反射等对薄膜性能的影响规律，其标准的电场衰减效能相当于２５Ｉｘｍ厚的铜管、铝箔和Ａｇ—Ｎｉ

＞１ＭＨｚ）时达１５ｄＢ。

金属化织物

金属化织物是利用金属纤维与纺织纤维相互包覆，或在一３

５ＧＨｚ）ＳＥ达３５ｄＢ。他们还用化学方法在ＰＥＴ织物上聚合了微粒弥散分布的屏蔽纸，在ｌＯｋＨｚ时ＳＥ达３５ｄＢ，在６０Ｈｚ（或２．３．２

般纺织品表面上镀覆金属物质以制造金属化织物，具有金属光

泽、导电、电磁屏蔽等功能，同时又保持纺织品原有的柔软性、

耐弯曲、耐折叠等特性，属于反射损耗或反射与吸收损耗相结合的材料。主要有碳纤维与普通纤维混纺织物、金属纤维无纺

布、普通化纤络合铜纤维织物、普通布化学镀／电镀金属化合物织物等。常用方法有金属丝和其它纤维混编、蒸发喷涂、溅射、化学镀、等离子处理等。

目前，国内外防电磁辐射织物主要有３种途径生产∞“：（１）不锈钢纤维。采用不锈钢纤维与其他化学纤维、棉纤维等混纺形成电磁屏蔽织物。但存在金属纤维不易牵伸、细纱粗细节多、混和不匀、断头率高等问题；（２）多离子涂层。采用多种金属离子涂敷粘附在普通织物上，形成具有一定电磁屏蔽功能的织物，屏蔽效能一般在２０ｄＢ左右。（３）金属镀层。采用化学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属层；或是采用真空镀Ａｌ、金属溅射等物理汽相沉积形成电磁屏蔽织物。本课题组在无纺布上用磁控溅射镀和多弧离子镀技术制备的单层Ｎｉ膜，经中国上海测试中心（ＭＡ）检测，当频率为１０ＭＨｚ时，屏蔽效能为３４．７ｄＢ，被屏蔽９９．９７％；在３０、１００、３００、１０００、３０００（ＭＨｚ）时屏蔽效能均在３３．５ｄＢ以上，被屏蔽电磁波均达９９．９６％以上。日本一研究所采用沉积聚合的新工艺，得到了表面沉积有一层石墨碳粒的碳纤维，其导电率提高了１００倍，研究人员认为此种纤维在电磁屏蔽和吸波材料应用方面有很大潜力ｕ…。据国外纺织研发部门测试：由１％不锈钢纤维制成的机织布，在１８００ＭＨｚ环境下的电磁屏蔽率为８８．８６％，在２４５０ＭＨｚ则有９２．３３％的屏蔽率；含３％不锈钢金属纤维的机织布，在１８００ＭＨｚ下有９８．４３％的屏蔽率，在２４５０ＭＨｚ下有９８．４９％的屏蔽率；至于混纺５％的不锈钢纤维，其产品均有９９％以上的屏蔽率陋］。ｃ．Ｙ．Ｌｅｅ等人‘列用化学方法聚合的ＰＰｙ—ＮＳＡ／ＡｇＰｄ／ＰＥ／Ａｇ、ＰＰｙ—ＡＱＳＡ／ＰＥＴ和Ａｇ／ＰＥ／Ａｇ，屏蔽效能分别达８０、２２、５５（ｄＢ）。湖南三才光电信息材料公司生产ＳＧＰ柔性镀膜屏蔽材料，在ｌＯｋＨｚ—ＩＯＧＨｚ范围内ＳＥ为２０一６０ｄＢ。浙江三元电子科技有限公司用化学法沉积Ｎｉ、ｃｕ的导电布，其ＳＥ，＞４０ｄＢ。

２．４

发泡金属类

发泡金属是由金属骨架和连通的空洞组成的多孔材料，或

是在有机发泡物或海绵体的表面、内孔进行金属导电化处理，

主要材料是发泡金属镍和发泡金属铜镍等，其结构上的特点是使电磁波在空洞中发生多次反射与吸收损耗，在厚度很薄的情况下仍可达到很高的屏蔽效能。文献［２９－］对发泡金属镍的电磁屏蔽性能进行了研究，试验表明，发泡金属的孔径越小屏蔽性能越好。在１４ｋＨｚ—ＩＯＭＨｚ范围内，ＳＥ≥７７ｄＢ；在１０～５００ＭＨｚ内，ＳＥ达９０ｄＢ。凤仪等啪。采用粉末冶金发泡法制备闭孔泡沫铝，通过调整发泡剂含量、发泡温度、粘度、保温时间

等手段，制得孔隙率可调，孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品，并测试了不同孔隙率和孔径的泡沫铝样品的电磁屏蔽性能。结果表明：在１００～１０００ＭＨｚ内，ＳＥ在６０～９０ｄＢ之间，且随着孔隙率、孔径的增加，泡沫铝的电磁屏蔽性能呈下降趋势。北京康可禄德精密组件有限公司生产金属丝网衬垫及缠带，其中所用的镀锡铜包铁丝的横截面是３个同心圆，由三层材料构成，从外到内依次是３％的镀锡层、４０％的包铜层和５７％的铁４

包装工程ＰＡＣＫＡＧＩＮＧ

ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶ０１．２７Ｎｏ．２２００６．０４

芯，分别用于提供较低的接触电阻和最大抗腐蚀性、提供最大导电性和提供最大强度的导磁性，在ｌＯＯｋＨｚ时．ｓＥ达４５ｄＢ。

３

结语

传统的电磁屏蔽材料着重强调强衰减，而新型的材料则大

多采用复合技术，突出低成本、无污染、质量轻、频带宽和性能好的特点，能适应不同场合和环境的应用需求，因此研制和开发新一代的电磁屏蔽材料，探索宽频范围内电磁参数频散效应不敏感的新型损耗型介质，必将成为今后的重点。研究既能屏蔽又能承载的结构型电磁屏蔽材料，以及能自动对外界作出最佳响应功能的智能型屏蔽材料，也是当代电磁屏蔽材料的主要发展方向之一。电磁屏蔽材料因涉及民用产品关键性能、国家信息安全和军事核心机密，国际上公开交流的、有价值的信息不多。欧美等国对电磁屏蔽理论研究与商业应用开展较早，我国与之差距较大，我们必须加强电磁屏蔽材料的研发，增加品种，提高电磁屏蔽性能，从而实质性提升竞争力。参考文献：

［１］

管登高，黄婉霞，蒋渝，等．镍基电磁波屏蔽复合涂料制备及在ＥＭＣ中的工程应用［Ｊ］．电子元件与材料，２００４，２３（２）：４１—４３．

［２］

Ｅｍｃｃｈｉｎａ．电磁波屏蔽与吸收涂料研制、生产的目的和意义．中国电磁兼容网网页资料，２００１—７—５．

［３］

汝强，胡社军，等．电磁屏蔽理论及屏蔽材料的制备［Ｊ］．包装工程，２００４，２５（５）：２１—２３．

［４］

高建平，张芝贤．电波传播（电磁理论基础・微波技术・天线基础）［Ｍ］．西安：西北工业大学出版社，２００２．

［５］赖祖武．电磁屏蔽的理论基础［Ｍ］．北京：原子能出版社，１９９３．［６］

吴行．ＩＯｋＨｚ～１ＧＨｚ频段镍基电磁屏蔽涂料制备基础问题研究［Ｒ］．四川大学博士后研究工作报告，２０００．

［７］ＰＥＮＧＣｈｅｎｇ—ｈｓｉｕｎｇ，ＷＡＮＧ

Ｈｏｎｇ—ｗｅｌｌ，ｅｔ

ａ１．Ｍｉｃｒｏｗａｖｅａｂｓｏｒｂ－

ｉｎｇ

ｍａｔｅｒｉａｌｓｕｓｉｎｇ

Ａｇ——ＮｉＺｎｆｅｒｒｉｔｅｃｏｒｅ——ｓｈｅｌｌｎａｎｏｐｏｗｄｅｒｓａｓ

ｆｉｌｌ・－

ｅＦｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ

ｏｆ

Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ

ａｎｄ

ＭａｇｎｅｔｉｃＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００４，２８４：

１１３一１１９．

［８］

ＭａｇａｌｉＳｉｌｖｅｉｒａＰｉｎｈｏ，ｅｔａ１．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｒａｄａｒ

ａｂｓｏｒｂｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ

ｂｙ

ｗａｖｅｇｕｉｄｅ

ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒ

Ｘ—ａｎｄＫｕ—ｂａｎｄ

ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ［Ｊ］．

Ｅｕｒｏｐｅａｎ

ＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，２００２，３８：２３２１—２３２７．

［９］吴行，涂铭旌，等．镍基电磁屏蔽涂料的研究［Ｊ］．功能材料，２００１，３２（３）：２４０—２４２，

［１０］Ｌｉ

Ｘ

Ｇ，Ｈｕａｎｇ

Ｍ

Ｒ，ＺｅｎｇＪ

Ｆ，ｅｔ

ａ１．Ｔｈｅ

ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ

ｗａｔｅｒｂｏｒｎｅｌａｔｅｘｎａｎｏｐａｒｔｉｃｌｅｓａｎｄｔｈｅｉｒｆｉｌｍｓ

ｗｉｔｈａｎｔｉ—ｃｏｒｒｏｓｉｖｉｔｙ

ａｎｄｓｅｍｉ—ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ［Ｊ］．Ｃｏｌｌｏｉｄｓ．Ｓｕｒｆ．Ａ，２００４，２４８：１１１—

１２０．

［１１］ＰｏｍｐｏｓｏＪ

Ａ，ｅｔ

ａ１．Ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅ—ｂａｓｅｄｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｈｏｔｍｅｌｔａｄｈｅ—

ｓｉｖｅｓ

ｆｏｒＥＭＩ

ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ

ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ

Ｍｅｔａｌｓ，１９９９

（１０４）：１０７一１１１．

［１２］

张丽芳，李文明，等，磁控溅射Ｃｕ／Ｎｉ薄膜的电磁屏蔽作用

［Ｊ］．塑料工业，１９９５（３）：９５—９７．

（下转第１５页）

王鹏飞等磁性油墨的研究进展量的产品来。

参考文献：

［１］

３

张逸新．防伪印刷原理与工艺［Ｍ］．北京：化学工业出版社，

２００４：２６．

结语

［２］

ＳａｍｉＳｅｌｉｍＭ，Ｃｕｎｎｉｎｇｈａｍ，ＬｙｌｅＰ，Ｓｒｉｖａｓｔａｖａ

ｒａｔｉｏｎ

Ｒａｊｉｖ，ｅｔａ１．Ｐｒｅｐａ—

ｏｆ

分析了磁性油墨的组成及其各组分的作用，探讨了磁性油

ｎａｎｏ—ｓｉｚｅｍａｇｎｅｔｉｃ

ｇａｍｍａ

ｆｅｒｒｉｃ

ｏｘｉｄｅ（１一Ｆｅ２０３）ａｎｄ

ｍａｇｎｅｔｉｔｅ（Ｆｅ３０４）ｐａｒｔｉｃｌｅｓｆｏｒｔｏｎｅｒａｎｄｃｏｌｏｒｉｍａｇｉｎｇａｐｐ！ｉｃａｔｉｏｎｓ［ｃ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ

ｏｆ

墨的研究方向，建议应进一步开展以下几个方面的工作：

（１）采用纳米级的磁性颜料。要注意纳米粒子的团聚问题。

（２）根据矫顽力和剩磁感应密度数据，采用复合磁性颜料。

（３）探讨连接料与磁性油墨性能的关系。应该选用合成树脂，但要注意它与磁性颜料的亲和性、成膜性和干燥性。

（４）重点研究添加料与磁性油墨性能的关系。其中，偶联剂虽然用量不多，但对磁性油墨性能有着非常大的影响。

［６］［４］［５］［３］

ｔｈｅＩＳ＆ＴｇＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｇｒｅｓｓ

ｏｎ

Ａｄｖａｎｃｅｓ

ｉｎＮｏｎ—ＩｍｐａｃｔＰｒｉｎｔｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．（余不详）

钱军浩．新型油墨印刷技术［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，

２００２：５９．

白木，等．磁性油墨印刷［Ｊ］．新技术苑，２００３：３１．

张晓，范志康．偶联剂及其处理工艺对粘结磁体性能的影响［Ｊ］．电工材料，２００４（２）：２５—２８．

王亮．油墨温度对溶剂挥发及印刷质量的影响［Ｊ］．中国印刷，２００２（１）：１３０—１３３．

（上接第４页）

［１３］

ＳａｖｒｕｎＥ，ｅｔａ１．ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅＥＭＩ／ＲＦＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｏｆｏｐｔｉｃａｌｌｙＭａｔｅｒｉａｌｓ

ｔｕｎｇｓｔｅｎ

ｅｎｃｅ

ａｎｄ

Ｅｎ西ｎｅｅｒｉｎｇ，２００１（Ａ３０２）：２５８—２６７．

ｓｉｌｉｃｉｄｅ

ｃｏａｔｉｎｇｓ

ｆｏｒ［２１］［２２］

Ｙａｍａａｋｉ．机能材料（日），１９９８，３２（１０）：２４１．（余不详）

ＫｉｍＨＫ，Ｋｉｍｐｏｌｙｍｅｒ／ＰＥＴ

Ｍ

ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ

ｗｉｎｄｏｗｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ

Ｓ，ｅｔａ１．ＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ

Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９８（３）：２８９３—２８９７．

ｔｅｘｔｉｌｅ

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭｅｔａｌｓ，２００３（１３５—

［１４］李秀荣，刘静，等．高频电磁屏蔽用ＩＴＯ膜结构与性能分析［Ｊ］．武汉工业大学学报，２０００，２２（６）：２ｌ一２４．

［２３］

１３６）：１０５—１０６．

ＫｉｍＭＳ．ＫｉｍＨＫ．ｅｔａ１．ＰＥＴｆａｂｒｉｅ／ｐｏｌｙｐｙｒｒｏｌｅｈｉｇｈｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｆｏｒ

ＥＭＩ

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

ｗｉｔｈ

［１５］靳武刚．碳纤维在电磁屏蔽材料中的应用［Ｊ］．现代塑料加工应用，２００４，１６（１）：２４—２７．

ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ［Ｊ］．ＳｙｎｔｈｅｔｉｃＭｅｔａｌｓ，

２００２（１２６）：２３３—２３９．

［２４］

Ｌｉｎ

［１６］ＨＵＡＮＧＣｈｉ—ｙｕａｎ，ＰＡＩＪｕｉ—ｆｅｎ．Ｏｐｔｉｍｕｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏ－

ｌｅｓｓｎｉｃｋｅｌｐｌａｔｉｎｇｏｆＥＮＣＦ／ＡＢＳ２６７．

ｏｎ

Ｃｈｈｉｕ—Ｔｓｕ，ＢａｒｒｙＳｗａｎｓｏｎ，ｅｔａ１．Ｎａｎｏｇｒａｉｎｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ

ａｇａｉｎｓｔｄｉｒｅｃｔｅｄｅｎｅｒｇｙｐｕｌｓｅｓ

ｃａｒｂｏｎｆｉｂｒｅｓｆｏｒＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓ

ｍａｎｇａｎｉｔｅｃｏａｔｉｎｇｓ

ｆｏｒＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇ

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｅｕｒ．Ｐｏｌｙｍ．Ｊ，１９９８，３４（２）：２６１—

［２５］

［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ

ｉｎ

ＯｒｇａｎｉｃＣｏａｔｉｎｇｓ，２００３，４７：１９０一１９７．

汪秀琛．织物防电磁辐射性能的影响因素分析［Ｊ］．棉纺织技术，２００４，３２（９）：５３８—５４１．

［１７］ＨＵＡＮＧＣｈｉ—ｙｕａｎ，ＷＵＣｈａｎｇ—ｃｈｅｎｇ．ＴｈｅＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃ—

ｔｉｖｅｎｅｓｓ

ｏｆＰＣ／ＡＢＳ／ｎｉｃｋｅｌ——ｃｏａｔｅｄ——ｃａｒｂｏｎ——ｆｉｂｒｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ

［２６］曾祥云，李家俊，师春生．碳纤维在电磁功能复合材料中的应用［Ｊ］．材料导报，１９９８，１２（１）：６４—６７．

［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，２０００，３６：２７２９—２７３７．

［１８］ＨＵＡＮＧＣｈｉ—ｙｕａｎ，ｅｔａ１．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔ

ｏｆｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ

ｏｎ

ｔｈｅＥＭＩ

［２７］文珊，刘若华．防电磁波辐射的功能性服装［Ｊ］．湖南环境生物职业技术学院学报，２００４，１０（１）：２７—２９．

ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｆｉｂｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄＡＢＳ

ｃｏｍｐｏｓ—

ｉｔｅｓ［Ｊ］．ＥｕｒｏｐｅａｎＰｏｌｙｍｅｒＪｏｕｒｎａｌ，１９９８，３４（１）：３７—４３．

［１９］ＨＵＡＮＧＣｈｉ—ｙｕａｎ，ＭｏＷｅｎ—ｗｅｉ，ＲｏａｎＭｉｎｇ—ｌｉｈ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅ

ｏｆ

［２８］ＬｅｅＣＹ，ｅｔａ１．Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ

ａｎｄ

ＥＭＩ

ｓｈｉｅｌｄｉｎｇｅｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｐｏｌｙｐｙｒ－

ｒｏｌｅａｎｄｍｅｔａｌｃｏｍｐｏｕｎｄｓｃｏａｔｅｄｔｈｅｔｉｃ

ｏｎ（ｎｏｎ）ｗｏｖｅｎｆａｂｒｉｃｓ［Ｊ］．Ｓｙｎ．

ｈｅａｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｎ

ｅｌｅｃｔｒｏｌｅｓｓ—ｎｉｃｋｅｌｃｏａｔｅｄ

ｆｉｂｒｅ（ＥＮＣＦ）ｏｎｔｈｅ

ＡＢＳ

Ｍｅｔａｌｓ，２００１（１１９）：４２９—４３０．

ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｙｍｅｒｉｃ

ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ

ａｎｄＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｏｆＥＮＣＦｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ［２９］黄福祥，等．发泡金属的电磁屏蔽性能研究［Ｊ］．功能材料，１９９６，２７（２）：１４７—１４９．

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＳｕｒｆａｃｅａｎｄＣｏａｔｉｎｇｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００４

［３０］

（１８４）：１２３—１３２．

［２０］

Ｓｈｉｎｎ—Ｓｈｙｏｎｇ，Ｔｚｅｎｇ，ＣＨＡＮＧＦａ—ｙｅｎ．ＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｏｆｍｅｔａｌ—ｃｏａｔｅｄｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒ—ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄＡＢＳ

凤仪，郑海务，等．闭孔泡沫铝的电磁屏蔽性能［Ｊ］．中国有色金属学报，２００４，１４（１）：３３—３６．

ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉ一