電磁屏蔽原理

電磁屏蔽指的是對電磁波的傳播進行限制，利用屏蔽材料阻隔或減少電磁波發射源與受保護設備之間的電磁能量傳播，以降低電磁波對人類及環境的影響，減少對設備工作的干擾。基于Schelunoff電磁波屏蔽理論，屏蔽材料主要以3 種方式實現電磁波衰減：反射損耗（SER）、吸收損耗（SEA ） 和內部多次反射損耗（SEM ）。反射損耗是導電材料中帶電粒子與電磁場相互作用的結果，是在入射表面由阻抗突變引起電磁波的反射衰減；吸收損耗是由于屏蔽材料中電偶極子或磁偶極子與電場作用產生的熱損耗引起又一部分電磁波衰減；內部多次反射損耗是由于透射波經反射損耗、內部損耗后，又接觸到屏蔽層的另一側，在此側面上進行再次反射，使反射波又一次通過材料內部，如此進行多次反復反射直至電磁波被吸收，從而達到電磁屏蔽的效果。電磁屏蔽總效能（SE） 為3 種損耗之和。

計算公式為

SE = SER +SEA +SEM

SER——材料表面的反射損耗；

SEA——材料內部的吸收損耗；

SEM——材料內部的多重反射損耗。

由此可知，材料的電磁屏蔽效能與材料的導電率及磁導率密切相關。

下圖為電磁屏蔽原理圖。很明顯，當外界電磁波在接觸到屏蔽材料時，部分電磁波被其表面反射，其余電磁波則繼續向材料內部傳輸；到達材料內部的電磁波一部分被材料吸收，另一部分在材料界面處發生多次反射和透射，電磁波能量被逐步損耗。根據電磁屏蔽總效能的不同，材料的應用也不盡相同（如表1 所示）。

PCFC電磁屏蔽機理

對于PCC 來說，碳系填料的加入可以增加電磁波的反射損耗（SER）和吸收損耗（SEA）。但是，當電磁波從空氣射入到PCC 表面時，2 種介質的介電常數不同會造成波阻抗不匹配，很難射入PCC 內部，造成電磁波在材料表面反射，引起電磁波的二次污染。采用發泡的方法制備PCFC 不僅可以顯著改善電磁波在PCC 表面反射的問題，還可以進一步提高電磁屏蔽性能。主要作用機理如下：

（1）發泡劑氣體的引入可以顯著降低PCC 的介電常數，有利于電磁波進入PCFC 內部被消耗掉；

（2）多孔結構與碳系填料間存在著協同作用，即泡孔的生長有利于碳系填料在泡孔壁上的富集和取向，增加了碳系填料間的有效搭接，促進了導電網絡的形成。碳系填料不僅具備成核劑的作用而且還能增大聚合物的熔體黏彈性，可以在發泡基體內部形成大量的小尺寸多孔結構；

（3）PCFC 多孔結構內部由碳系填料搭接而成的導電網絡可以使電磁波轉變為局部電流（感應電流）而被吸收。同時，電磁波在泡孔內部可以發生多重反射作用，轉變成熱能被消耗。

審核編輯：陳陳