屏蔽材料需要进行屏蔽的器件屏蔽材料电磁屏蔽的现状

2021-08-31作者：电工小雨我要评论

今天小编要和大家分享的是屏蔽材料需要进行屏蔽的器件屏蔽材料电磁屏蔽的现状，接下来我将从需要进行屏蔽的器件，电磁屏蔽的现状，屏蔽材料的选择，屏蔽材料的退火，屏蔽材料的应用，屏蔽材料的性能举例，这几个方面来介绍。

屏蔽材料是用来阻止或者减小电磁能量传播、实现电磁兼容的金属板（网）、金属盒（箔）、金属罩及各种特种合金材料的统称。

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需要进行屏蔽的器件

需要进行屏蔽的典型元器件有：变压器、电动机、簧片式继电器、电源、放大器、真空管、光电倍增管、磁控管、扩音器、仪表、扬声器、记录磁头、仪器、电缆、晶体管、电波滤波器等。

电磁屏蔽的现状

20世纪后期的近30年来，随着电子技术，尤其是电力电子技术的快速发展，其系统、装备和各种元器件向高频化、数字化、集成化、轻小型化、高功率密度和电子线路向低压化方向发展已逐步成为事实。为此，这种现代化电子设备将不可避免地受到比以前的设备更为严重、复杂的杂散磁场的不良影响，即我们常说的电磁干扰（EMI），于是在产品（包括系统与元器件）设计上就出现了解决电磁兼容性（EMC）问题。在此，一个系统需要满足如下三个原则：1）不对其它系统产生干扰；2）对其它系统的辐射不敏感；3）不对自身产生干扰。EMC系统的基本框图。

图1

所以，系统（设备、元器件）防止干扰的三个途径为：1）抑制源的发射；2）尽可能使耦合路径无效；3）使接受体对发射不敏感。磁屏蔽设计是利用后两个原理。磁场干扰的潜在源头是永久磁铁、电磁铁、载有大电流的电缆、电动机、变压器和其它线圈元件等等。磁场产生的干扰影响可以通过磁屏蔽、磁隔离、转换元件等产生的作用来减至最小或消除。

因为磁场通过导磁材料比它们在空气中或其它媒质材料中更容易被转移，所以，“磁屏蔽”常常用具有高磁导率的磁性材料制作成环状的或密闭的元件来“转移”掉其邻近的磁力线而达到目的。

屏蔽材料的选择

屏蔽材料的磁导率、屏蔽罩的几何形状、材料的厚度等都影响磁屏蔽的效果，所以，磁屏蔽材料的选择，拟掌握以下原则和因素：

1）要使外部磁场得到最大的衰减，要选用高磁导率μ的材料；

2）屏蔽的效果也是屏蔽罩材料壁厚对屏蔽罩直径（在采用矩形屏蔽罩的情况下则为其对角线）的比率（t/D）的函数；

3）如果外部磁场太高，屏蔽材料中的衰减将减小，这是因为外部磁场太高时，屏蔽材料在其中已开始接近于饱和。

屏蔽材料的退火

经冷轧或机械加工的高磁导率镍铁合金的磁性能将弱化。它们被用作屏蔽材料时，其磁导率和对磁场的衰减明显地受退火温度及其冷却速度的影响。因此，镍铁合金材料屏蔽磁场的效力可以通过改变热处理的一个操作过程来控制。通常，退火温度高一些其磁导率和衰减率也高一些。通过退火可以减小冷加工产生的应力和再结晶成颗粒状结构。

在加热期间，必须使用保护气体以防止损坏材料。最好的保护气体是露点低于40℃的干燥氢气，露点越低越好。干燥氢气能从合金中驱除掉碳（C）、氧（O）和硫（S），使材料有光亮、清洁的表面。如果有低露点的惰性气体也可以使用。建议在1120-1175℃的温度退火4小时，以得到最佳的初始磁导率和最大的最高磁导率。退火后的零件必须小心处理，任何应力，特别在其超过了屈服点时，都会招致磁性能的损害。

退火的冷却速率对于磁性能的影响也是重要因素。对于每种合金等级，其最佳冷却速率是不同的。48镍铁合金需以每小时100-200℃冷却速率冷却，直到低于425℃。坡莫合金80和Mumetal材料对冷却的速率更敏感些。通常情况是在100-300℃的温度范围内，要以每小时175-450℃的速度冷却。

屏蔽材料的应用

屏蔽材料主要应用在变压器叠层磁心、滤波器、继电器、录音（像）磁头，偏转线圈和聚焦线圈磁轭、磁放大器、扬声器、磁屏蔽等场合。

屏蔽材料的性能举例

以Mumetal—软磁合金为例来说明屏蔽材料的性能

Mumetal是有着很高磁导率的软磁合金，其组成成份包括76[%]的镍以及铬、铁和铜等添加物。这种合金材料满足ANSI/ASTMA753—853#合成材料和AMS7701，MILspecMIL-N-14411C2#合成材料等技术规范的要求。

1、典型的性能

a．直流磁性能（经过用推荐的方法退火以后）

饱和磁通密度8000高斯

1奥斯特的矫顽力0.01奥斯特

40高斯时的磁导率8000

最大磁导率>250000