摘 要:文章介绍了电磁辐射的基本概念及危害,并对屏蔽涂料作了概述。
关键词:电磁辐射、电磁干扰、电磁污染、屏蔽涂料、电磁兼容 Abstract The article introduces the basic concept and harm of electromagnetic radiation,and summarizes the shielding coating Keywords electromagnetic radiation, EMI, electromagnetic pollution, shielding coating, EMC
随着现代科技的高速发展,一种看不见、摸不着的污染源日益受到各界的关注,这就是被人们称为“隐形杀手”的电磁辐射。今天,越来越多的电子、电气设备的投入使用使得各种频率、不同能量的电磁波充斥着地球的每一个角落乃至更加广阔的宇宙空间。
一、电磁辐射的基本概念 1.常见的电磁辐射源 一般来说,雷达系统、电视和广播发射系统、射频感应及介质加热设备、射频及微波医疗设备、各种电加工设备、通信发射台站、卫星地球通信站、大型电力发电站、输变电设备、高压及超高压输电线、地铁列车及电气火车以及大多数家用电器等都是可以产生各种形式、不同频率、不同强度的电磁辐射源。 2.电磁辐射场区的划分 电磁辐射场区一般分为远区场和近区场。 以场源为中心,在一个波长范围内的区域,通常称为近区场,也可称为感应场;半径为一个波长之外的空间范围称为远区场,又称为辐射场。 通常,对于一个固定的可以产生一定强度的电磁辐射源来说,近区场辐射的电磁场强度较大,所以,我们应该格外注意对电磁辐射近区场的防护。另外,应对近区场有一个概念,我们最经常接触的从短波30MHz到微波3000MHz的频段范围,其波长范围从10米到0.1米。
二、电磁辐射的危害 随着电子、电气、通讯及信息产业的飞速发展,以集成电路(IC)和大规模集成电路为核心所组成的电子仪器和电子设备,在广泛地应用到现代社会的各个领域的同时,也给人们带来了一系列新的问题,主要表现在电磁波辐射带来的危害:如电磁波干扰、电磁波信息泄密及电磁环境污染的危害等,它已成为一个越来越严重且愈来愈被人们所关注的问题。 1.电磁干扰(EMI) 据不完全统计,全世界电子电气设备由于电磁干扰而发生故障,每年都造成数亿美元的经济损失。许多大型机场由于BP机发射台等大功率电磁信号的干扰,而影响飞机正常起降。移动电话信号干扰可使仪表显示错误,甚至可以造成核电站运转失灵。 2.电磁信息泄密 电磁信息泄密使企业科技和商业机密被竞争对手轻易获取,严重影响企业的生存和发展;电磁波的辐射,造成国家政治、经济、国防、科技等方面的重要情报泄密,影响关系到国家的保密安全问题。 3.电磁环境污染 因电磁波辐射造成的电磁环境污染,对人体和生物体都会造成直接和间接的危害。 对于人体这一良导体,电磁波不可避免地会构成一定程度的危害,严重损害身心健康,影响正常生活秩序。电磁辐射危害人体的机理主要是热效应、非热效应和累积效应等。 3.1热效应:人体70%以上是水,水分子受到电磁波辐射后相互摩擦,引起机体升温,从而影响到体内器官的正常工作。 3.2非热效应:人体的器官和组织都存在微弱的电磁场,它们是稳定和有序的,一旦受到外界电磁场的干扰,处于平衡状态的微弱电磁场即将遭到破坏,人体也会遭受损伤。 3.3累积效应:热效应和非热效应作用于人体后,对人体的伤害尚未来得及自我修复之前(通常所说的人体承受力---内抗力),再次受到电磁波辐射的话,其伤害程度就会发生累积,久之会成为永久性病态,危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体,即使功率很小,频率很低,也可能会诱发想不到的病变,应引起警惕。 多种频率电磁波特别是高频波和较强的电磁场作用人体的直接后果是在不知不觉中导致人的精力和体力减退,容易产生白内障、白血病、脑肿瘤,心血管疾病、大脑机能障碍以及妇女流产和不孕等,甚至导致人类免疫机能的低下,从而引起癌症等病变。 权威统计数字表明:经常在显示器前工作的人群中,上述疾病的发病率明显高于普通人群。电磁辐射是主要原因之一。 综上所述,电磁辐射污染已成为现今社会的一大公害,对其进行系统治理已是大势所趋。
三、电磁辐射防护 对电磁波辐射进行控制通常采取的技术对策比较有效的主要包括以下两个方面:一是通过优化电路设计、配线分离,包括含接地线的线路板设计;二是采用防护材料对电磁辐射进行防护。 在各种电磁辐射防护材料中,涂料以其方便、轻量、不占空间以及与基材一体化等众多优势成为其中的佼佼者,被广泛应用于各类电子产品、装置、系统的电磁辐射防护。 对于屏蔽涂料的研究发展,日本始终走在世界的前列。其中,海尔兹化学株式会社就是日本有名的企业,该会社生产的波鲁斯系列屏蔽涂料在世界各国都享有极高的声誉和地位。 波鲁斯大致分为:屏蔽并能部分吸收电磁波的铜质系列和吸收电磁波的磁质系列。各系列对应电磁波的频带是由产品型号所决定的。铜质系列有PLS-100、PLS-200;磁质系列有PLS-A20、PLS-A50。 铜质系列(PLS-100、PLS-200) 为了使涂膜对3GHz以内的电磁波具有长期稳定的屏蔽效果,波鲁斯以铜填料为中心进行了合理的技术设计。在医疗用电子设备、通讯设备、办公自动化设备等电子设备的塑料箱体的内侧上涂膜后,可以阻止不需要的电磁波的泄漏和侵入,也能在厂房和大楼中使用,以防止电磁波干扰。膜厚只有30微米,却具有良好的导电性。其特殊结构的高机能聚合物充分解决了铜填料的氧化问题,从而保证屏蔽性能长达10年以上。根据权威部门的检测结果显示,该系列的屏蔽效能高达53—77dB。 PLS-100是以近场电磁波的屏蔽为目的的涂料。主要用途:电子设备及辅助设备。PLS-200是以远场平面波的屏蔽为目的的涂料。主要用途:高频带的屏蔽和干扰防止。 磁质系列(PLS-A20、PLS-A50) 当电子设备的工作频率在高频范围内时,对GHz高频电磁波的反射进行屏蔽后,常常带来二次干扰的问题。因此,吸收型的屏蔽材料是不可或缺的。波鲁斯磁质系列把石墨和锰锌系的软磁铁氧体有机结合,进行严密的技术设计,对磁场波和高频电磁波进行屏蔽和吸收。不仅能吸收从50Hz到500KHz左右的低频电磁波,更能吸收从2GHz到40GHz以上的高频电磁波,而且吸收性能超过15 dB。 PLS-A20、PLS-A50防止电磁波反射,是以防止电视机、雷达、显示器的重像为目的的涂料。另外,PLS-A50含有导电性纤维,能起到偶极子天线的作用。 波鲁斯进入中国市场仅有短短的半年,但已为多个厂家成功解决了DVD、医疗电子设备等产品的电磁辐射问题,使之符合电磁兼容标准,为顺利通过3C认证扫除了障碍。 电子时代的到来,使电磁辐射防护材料领域的竞争已进入白热化。电磁波屏蔽涂料作为材料科学的分支,其应用的广泛性及与其电子信息产业的紧密相关性将使之成为崛起的新兴产业。材料是技术进步的基础,新材料技术是现代技术革命的基础,是人类进步的重要里程碑,如钢铁材料的开发利用带动了第一次产业革命,硅半导体材料的发明推动了电子、计算机、信息技术的产业发展,屏蔽涂料,尤其是吸波涂料(PLS-A20、PLS-A50)的诞生必将带动下一次产业革命的到来
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