[實(shí)用新型]一種電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721494150.8
• 申請(qǐng)日: 2017-11-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208159118U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王超;白永林;王屹山;趙衛(wèi);田進(jìn)壽
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所
• 主分類(lèi)號(hào): H05K9/00
• 分類(lèi)號(hào): H05K9/00;B32B15/085;B32B27/20;B32B15/04;B32B17/06;B32B33/00
• 代理公司: 西安智邦專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 胡樂(lè)

本實(shí)用新型提出一種電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外來(lái)電磁輻射的寬頻帶、高效率屏蔽。該電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)包括自下向上依次設(shè)置的支撐層、金屬層以及納米復(fù)合層；金屬層的厚度大于待屏蔽電磁輻射的穿透深度，金屬層的厚度大于或等于基底的厚度；納米復(fù)合層的主體為基底，其中填充有金屬納米顆粒，金屬納米顆粒的體填充因子在5～30％范圍，金屬層和納米復(fù)合層的厚度以及材料配置滿足電磁輻射在微結(jié)構(gòu)中的等離激元自約束效應(yīng)。本實(shí)用新型的這種疊層式納米結(jié)構(gòu)，通過(guò)電磁輻射在微結(jié)構(gòu)中的等離激元自約束效應(yīng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)外來(lái)電磁輻射的寬頻帶、高效率屏蔽。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于電磁技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電磁波輻射對(duì)環(huán)境的影響日益增大。在機(jī)場(chǎng)飛機(jī)航班因電磁波干擾無(wú)法起飛而誤點(diǎn)；在醫(yī)院、移動(dòng)電話常會(huì)干擾各種電子診療儀器的正常工作。因此，治理電磁污染，尋找一種能削弱乃至屏蔽電磁波輻射的材料，已成為電磁技術(shù)領(lǐng)域的一大課題。在工程應(yīng)用上，除要求該類(lèi)材料在較寬頻帶內(nèi)對(duì)電磁波具有高的吸收率外，還要求它具有質(zhì)量輕、耐溫、耐濕、抗腐蝕等性能。

當(dāng)前，按材料成型工藝，吸波材料可分為涂覆型和結(jié)構(gòu)型；而按損耗機(jī)制，吸波材料又可分為電阻型、電介質(zhì)型及磁介質(zhì)型。

對(duì)于電阻型吸波材料，其損耗主要來(lái)源于電導(dǎo)損耗。導(dǎo)電載流子在材料內(nèi)部定向漂移，形成傳導(dǎo)電流，以熱能的形式將入射的電磁波損耗掉，主要代表物質(zhì)為炭系物質(zhì)(如炭黑、石墨、碳纖維、納米碳管等)、非磁性金屬微粉、導(dǎo)電高分子等。

對(duì)于電介質(zhì)型吸波材料，其損耗主要來(lái)源于介質(zhì)弛豫極化及諧振損耗，主要代表物質(zhì)為陶瓷材料，如BaTiO3、金屬氧化物、氮化鐵、SiC、Si/C/N等。

對(duì)于磁介質(zhì)型吸波材料，其損耗主要來(lái)源于磁損耗，主要包括趨膚效應(yīng)引起的渦流損耗、磁滯損耗和磁后效等引起的剩余損耗，主要代表物質(zhì)為鐵氧體、羰基鐵、氮化鐵、磁性金屬粉末等。

另外，目前基于超材料的吸波材料技術(shù)研究也備受關(guān)注。超材料是指一類(lèi)具有天然材料所不具備的超常電磁性質(zhì)的人工復(fù)合結(jié)構(gòu)或復(fù)合材料。2008年研究人員基于超材料的概念提出了電磁波“完美吸收器”的概念。它通過(guò)設(shè)計(jì)材料的關(guān)鍵物理尺寸設(shè)計(jì)電磁諧振結(jié)構(gòu)，使電磁波的電磁分量產(chǎn)生耦合，從而對(duì)特定極窄頻帶內(nèi)的電磁波實(shí)現(xiàn)高效吸收。但基于超材料設(shè)計(jì)的吸波材料必然受到超材料本身諧振特性的影響，帶來(lái)作用頻段窄、對(duì)入射角度敏感等缺點(diǎn)，成為制約超材料吸波技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸技術(shù)。該領(lǐng)域當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)是探索寬頻帶、高效率吸波材料技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提出一種電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)外來(lái)電磁輻射的寬頻帶、高效率屏蔽。

本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)方案如下：

該電磁輻射屏蔽結(jié)構(gòu)包括自下向上依次設(shè)置的支撐層、金屬層以及納米復(fù)合層；所述金屬層的厚度大于待屏蔽電磁輻射的穿透深度，金屬層的厚度大于或等于基底的厚度(差值范圍與待屏蔽電磁輻射波長(zhǎng)有關(guān))；所述納米復(fù)合層的主體為基底，其中填充有金屬納米顆粒，金屬納米顆粒的體填充因子在5～30％范圍，金屬層和納米復(fù)合層的厚度以及材料配置滿足電磁輻射在微結(jié)構(gòu)中的等離激元自約束效應(yīng)。

基于以上方案，本實(shí)用新型還作出具體優(yōu)化如下：

上述納米復(fù)合層的厚度在幾十至幾百納米量級(jí)，所述金屬層的厚度在幾十至幾百納米量級(jí)。

金屬層可選材料有：金，銀，鋁等。

基底可選材料有：聚四氟乙烯，氟化鈣，氟化鎂等。

金屬納米顆粒可選材料：金，銀等。

支撐層通常采用石英玻璃。