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屏蔽材料
閱讀�7327時間�2010-10-15 15:11:28

  屏蔽材料是用來阻止或者減小電磁能量傳�、實�(xiàn)電磁兼容的金屬板(網(wǎng))、金屬盒(箔�、金屬罩及各種特種合金材料的�(tǒng)��

需要進行屏蔽的器�

  需要進行屏蔽的典型元器件有:變壓器、電動機、簧片式繼電器、電�、放大器、真空管、光電倍增管、磁控管、擴音器、儀�、揚聲器、記錄磁�、儀�、電�、晶體管、電波濾波器��

電磁屏蔽的現(xiàn)狀

  20世紀(jì)后期的近30年來,隨著電子技�(shù),尤其是電力電子技�(shù)的快速發(fā)�,其系統(tǒng)、裝備和各種元器件向高頻�、數(shù)字化、集成化、輕小型�、高功率密度和電子線路向低壓化方向發(fā)展已逐步成為事實。為此,這種�(xiàn)代化電子�(shè)備將不可避免地受到比以前的設(shè)備更為嚴�、復(fù)雜的雜散磁場的不良影�,即我們常說的電磁干擾(EMI),于是在產(chǎn)品(包括系統(tǒng)與元器件)設(shè)計上就出�(xiàn)了解決電磁兼容性(EMC)問�。在此,一個系�(tǒng)需要滿足如下三個原則:1)不對其它系�(tǒng)�(chǎn)生干��2)對其它系統(tǒng)的輻射不敏感�3)不對自身產(chǎn)生干�。EMC系統(tǒng)的基本框��

 

  �1

EMC耦合問題的基本分解框圖

  所�,系�(tǒng)(設(shè)�、元器件)防止干擾的三個途徑為:1)抑制源的發(fā)射;2)盡可能使耦合路徑無效�3)使接受體對�(fā)射不敏感。磁屏蔽�(shè)計是利用后兩個原理。磁場干擾的潛在源頭是磁�、電磁鐵、載有大電流的電�、電動機、變壓器和其它線圈元件等�。磁場產(chǎn)生的干擾影響可以通過磁屏�、磁隔離、轉(zhuǎn)換元件等�(chǎn)生的作用來減至最小或消除�

  因為磁場通過�(dǎo)磁材料比它們在空氣中或其它媒質(zhì)材料中更容易被轉(zhuǎn)移,所�,“磁屏蔽”常常用具有高磁�(dǎo)率的磁性材料制作成�(huán)狀的或密閉的元件來“轉(zhuǎn)移”掉其鄰近的磁力線而達到目的�

選擇

  屏蔽材料的磁�(dǎo)�、屏蔽罩的幾何形狀、材料的厚度等都影響磁屏蔽的效果,所�,磁屏蔽材料的選�,擬掌握以下原則和因素:

  1)要使外部磁場得到的衰減,要選用高磁�(dǎo)率μ的材料�

  2)屏蔽的效果也是屏蔽罩材料壁厚對屏蔽罩直徑(在采用矩形屏蔽罩的情況下則為其對角線)的比率(t/D)的函數(shù)�

  3)如果外部磁場太�,屏蔽材料中的衰減將減小,這是因為外部磁場太高�,屏蔽材料在其中已開始接近于飽和�

退�

  �(jīng)冷軋或機械加工的高磁�(dǎo)率鎳鐵合金的磁性能將弱�。它們被用作屏蔽材料�,其磁導(dǎo)率和對磁場的衰減明顯地受退火溫度及其冷卻速度的影�。因�,鎳鐵合金材料屏蔽磁場的效力可以通過改變熱處理的一個操作過程來控制。通常,退火溫度高一些其磁導(dǎo)率和衰減率也高一�。通過退火可以減小冷加工�(chǎn)生的�(yīng)力和再結(jié)晶成顆粒狀�(jié)�(gòu)�

  在加熱期�,必須使用保護氣體以防止損壞材料。的保護氣體是露點低�40℃的干燥氫氣,露點越低越好。干燥氫氣能從合金中�(qū)除掉碳(C�、氧(O)和硫(S�,使材料有光�、清潔的表面。如果有低露點的惰性氣體也可以使用。建議在1120-1175℃的溫度退�4小時,以得到的初始磁�(dǎo)率和的磁�(dǎo)�。退火后的零件必須小心處�,任何應(yīng)力,特別在其超過了屈服點�,都會招致磁性能的損��

  退火的冷卻速率對于磁性能的影響也是重要因�。對于每種合金等�,其冷卻速率是不同的�48鎳鐵合金需以每小時100-200℃冷卻速率冷卻,直到低�425�。坡莫合�80和Mumetal軟磁材料對冷卻的速率更敏感些。通常情況是在100-300℃的溫度范圍�(nèi),要以每小時175-450℃的速度冷卻�

�(yīng)�

  屏蔽材料主要�(yīng)用在變壓器疊層磁�、濾波器、繼電器、錄音(像)磁頭,偏�(zhuǎn)線圈和聚焦線圈磁�、磁放大器、揚聲器、磁屏蔽等場合�

性能舉例

  以Mumetal—軟磁合金為例來說明屏蔽材料的性能

  Mumetal是有著很高磁�(dǎo)率的軟磁合金,其組成成份包括76[%]的鎳以及鉻、鐵和銅等添加物。這種合金材料滿足ANSI/ASTM A753�85 3#合成材料和AMS7701,MILspec MIL-N-14411C 2#合成材料等技�(shù)�(guī)范的要求�

  1、典型的性能

  a.直流磁性能(經(jīng)過用推薦的方法退火以后)

  飽和磁通密� 8000高斯

  1奧斯特的矯頑� 0.01奧斯�

  40高斯時的磁導(dǎo)� 8000

  磁導(dǎo)� >250000

  居里溫度 400�

  b.物理性能

  密度 8.6g/cm3

  0.305lb/in3

  電阻� 55 microhm cm

  331 ohm circ mil/ft

  熱膨脹系�(shù)�20�-100℃) 12.5×10-6/�

  熱導(dǎo)� 0.34W/cm/�

  c.機械性能

  冷軋 彎曲成型(回火) 完全退�

  抗張強度(K.S.I� 130 85 75

  延伸率([%] in2″) 2 30 40

  硬度RB 100 74 55

  e� 承諾的性能

  �(jīng)正確的退火后,在100高斯磁通密度,直流狀�(tài)下試驗時,用于屏蔽規(guī)格之材料的最小直流磁�(dǎo)率是70000�

   2、熱處理

  Mumetal的磁性能是確定的退火狀�(tài)的函�(shù)。因�,在�(chǎn)品制成之�,為了得到磁性能,元件必須經(jīng)過熱處理。在純凈干燥氫氣氛圍中(其露�<-40℃),以1100�-1180℃的溫度退�4小時,之后建議在700-300℃溫度范圍內(nèi)�3-5�/分的速率冷卻,此�,所得到的磁性能是的�

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