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MXene及MXene改性以及在电磁屏蔽性能上的应用

2021-03-23唐婷婷赵燕

现代盐化工 2021年6期

唐婷婷 赵燕

关键词:电磁屏蔽材料;电磁屏蔽原理;二维层状材料;MXene;改性方法

随着科技的发展,电子设备的广泛使用使周围的环境中充斥着电磁辐射,不仅会影响设备的正常使用,还会对人们的身体健康造成危害。因此,研发高性能的电磁屏蔽材料具有重要意义。

1 电磁屏蔽原理

电磁屏蔽材料的屏蔽机理如图1所示,当电磁波与屏蔽层相互作用时,由于屏蔽层与空气层之间的阻抗不匹配,一部分入射功率(PI)在材料正反两面都会反射(PR)。由于衰减或传输(PT),剩余的功率被吸收或传输并作为屏蔽层内的热能消散[1]。屏蔽层对入射电磁波的保护作用被定义为电磁干扰屏蔽效能(EMI SE),Schelkunoff理论[2]指出,电磁屏蔽效能是反射、吸收和多次反射的衰减之和,如下式所示:

SET(dB)=SER+SEA+SEM

1.1 反射损耗(SER)

反射是由具有不同阻抗或折射率的两种传播介质(例如空气和屏蔽层)之间的界面或表面引起的,是主要的电磁屏蔽机制。对于高导电屏蔽层,从屏蔽层表面到背面的反射损耗大,SER随着电导率的增大而增大,说明屏蔽材料的电导率必须较高才能实现较强的反射损耗。但电导率并不是影响反射损耗的唯一因素,屏蔽层的渗透率和电磁波的频率也起作用。

1.2 吸收损耗(SEA)

电磁波在有损介质(即屏蔽材料)中传播时被吸收,良好的吸收损耗需要高导电性的欧姆损耗,增大互动的高电子密度和入射电磁波,较大的介电常数和介电损耗以及磁滞损耗和涡流损耗有关的磁导率对导电屏蔽层、材料的厚度和电导率对吸收的影响较大,而决定吸收损耗大小的是介电常数和磁导率。……

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