电子说
吸波材料
所谓吸波材料,指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的电磁波能量,从而减少电磁波的干扰的一类材料。在工程应用上,除要求吸波材料在较宽频带内对电磁波具有高的吸收率外,还要求它具有质量轻、耐温、耐湿、抗腐蚀等性能。
吸波材料分类按吸波材料的损耗机制分类:
1)电阻型损耗,此类吸收机制和材料的导电率有关的电阻性损耗,即导电率越大,载流子引起的宏观电流(包括电场变化引起的电流以及磁场变化引起的涡流)越大,从而有利于电磁能转化成为热能。
2)电介质损耗,它是一类和电极有关的介质损耗吸收机制,即通过介质反复极化产生的“摩擦”作用将电磁能转化成热能耗散掉。电介质极化过程包括:电子云位移极化,极性介质电矩转向极化,电铁体电畴转向极化以及壁位移等。
3)磁介质损耗,此类吸收机制是一类和铁磁性介质的动态磁化过程有关的磁损耗,此类损耗可以细化为:磁滞损耗,旋磁涡流、阻尼损耗以及磁后效效应等,其主要来源是和磁滞机制相似的磁畴转向、磁畴壁位移以及磁畴自然共振等。此外,最新的纳米材料微波损耗机制是如今吸波材料分析的一大热点。
吸波材料能够吸收入射电磁波能量,并将其转化成热能或者其他形式的能量而损耗掉。基于其对电磁波的高吸收、低反射特性,吸波材料被广泛应用于军事目标隐身、电磁屏蔽和防护 等领域 。传统吸波材料通常由基体材料和吸收剂两部分组成,其吸收性能主要取决于吸收剂的电磁参数及频散特性。研究者先后发展了包括导电高聚物、碳纤维、铁氧体、石 墨烯、磁性金属微粉等多种材料为吸收剂的复合吸波材料。其中,磁性吸收剂特别是金属微粉由于具有良好的电磁匹配和较强的磁损耗而更有利 于电磁波的吸收。现有的材料都是高磁导率吸波材料和超高磁导率材料。
现有的电子产品常用磁介质类吸波材料,厚度薄、轻和软,易于施加在IC或者FPC或PCB表面;主要用于高频段,即1GHz以上,常见于WIFI、GSM、蓝牙、4G和10GHz光模块,以及其他高频场景。当然最高级的还是军工级应用场景, 这种材料也是军转民后被大范围使用的,各种超导材料的研究也都基于高频设计和仿真应用的。
上图是LAIRD的系列,大部分都是1GHz以上的。
2004年接触吸波材料,那时候看到他的高频应用,还是很赞,现如今,10多年下来,低频场景依然很少,一方面是原理的问题,另一方面是新材料的问题。 这样的低频场景应用,吸波材料会有益于EMC设计,从价值角度来说,投入大于收益。
这两天在查资料,发现有厂家开始标称低频应用,整理一下,供兄弟们参考。
LAIRD NS1000系列
LAIRD NS1000系列标称20MHz~2GHz,最厚0.4mm,看反射损耗很不错的样子,功率吸收曲线也很赞。
深圳鸿富诚HFC-A12000系列标称10MHz~20Ghz
反射损耗曲线和功率吸收曲线在低频段也有较好的表现。 鸿富诚也是早期赞助网站的厂家之一,这些年发展很快,在国内做屏蔽材料已经相当成功。 这十来年国产的EMC相关器件发展迅速,许多公司冒出来做相关的材料,有机会都去试用一下,看看到什么程度了。 用过的兄弟可以留言谈谈你的感受。
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