鎂合金電磁屏蔽性能的研究.pdf

1、日益增多的電子產(chǎn)品及電氣設備使得電磁輻射污染越發(fā)嚴峻，急需發(fā)展高效屏蔽材料。鎂合金是一種潛在在電磁屏蔽材料，其與傳統(tǒng)金屬屏蔽材料相比，具有密度低，質量輕，比強度高的優(yōu)勢；與泡沫屏蔽材料、涂層、復合屏蔽材料相比，具有優(yōu)良的力學性能、電磁屏蔽性能且對環(huán)境友好，還可用做工程結構材料。然而，國內外關于鎂合金電磁屏蔽性能的研究十分有限，影響因素及相關屏蔽機理還不清楚。
　　本文通過矢量網(wǎng)絡分析儀與法蘭同軸夾具組成的系統(tǒng)，按照ASTM-D49

2、35-10標準測試了鎂合金在30～1500MHz頻率范圍內的屏蔽性能；研究了合金元素對二元及三元鎂合金電磁屏蔽性能的影響規(guī)律；探討了晶粒度、織構及第二相與鎂合金電磁屏蔽性能之間的關系；模擬計算了鎂合金的電磁屏蔽性能并與實驗結果進行了對比分析；提出了高性能鎂合金屏蔽材料的設計思路。論文的研究成果有利于推動鎂合金材料在電磁兼容領域的應用，具有重要的理論參考價值和工程應用意義。研究結果如下：
　　①在鑄態(tài)和固溶態(tài)下，所選5組二元合金的電

3、導率隨成分的增加而逐漸降低，電磁屏蔽性能隨測試頻率的增加而波動遞減。固溶原子在鎂基體里的“比電阻率”(即每添加一原子百分比溶質原子導致的電阻率的增加值)及其對鎂合金電磁屏蔽性能的影響大小滿足以下相同的規(guī)律：Zn　?、谠赯A系合金中，合金的電導率隨著Zn/Al比的增加而增加；在ZW系合中

4、，合金的電導率隨著Y/Zn比的增加而降低。合金元素對三元鎂合金電導率的影響滿足Zn＜Al＜Y的規(guī)律。當入射電磁波處于低頻段時，ZA及ZW系合金的電磁屏蔽效能與其對應電導率變化趨勢一致，且隨著頻率的增加，SE值快速降低。這歸因于Zn、Al、Y對鎂基體電導率影響程度不同，導致在低頻時對電磁波的反射損耗SER不同。當入射電磁波在高頻段時，ZA及ZW合金的電磁屏蔽效能與電導率變化趨勢不同，而是隨著合金元素含量的增加先升高后降低，且隨著頻率的增加

5、，SE值緩慢降低并趨于穩(wěn)定。這歸因于合金元素增加使得第二相含量上升，進而增加了合金內部高阻抗不連續(xù)界面的面積，導致在高頻階段時多重反射損耗SEB及吸收損耗SEA的上升，一定程度上彌補了SER降低帶來的影響。
　　③鎂合金晶粒尺寸增大會減小合金內部的晶界面積，導致合金內部對入射電磁波的多重反射損耗SEB減小，進而降低合金的屏蔽性能，但降低幅度較低，通?？梢院雎?。鎂合金織構從原始態(tài)的隨機織構轉變?yōu)榛婵棙嫊r，合金的屏蔽效能得到顯著提升

6、；若基面織構強度進一步增加，屏蔽效能也隨之少量提高。這是由于基面織構提高了合金表面與空氣的阻抗不匹配程度，從而提高了合金對入射電磁波的反射損耗SER，進而提高了合金的屏蔽性能。
　?、苕V合金中的第二相類型的變化對鎂合金電磁屏蔽性能造成的影響不顯著。當?shù)诙嗪吭黾訒r，會導致鎂合金屏蔽性能的升高，特別是在高頻范圍內；但若第二相含量過多，將導致合金電導率降低，從而降低合金的電磁屏蔽性能。時效析出的均勻彌散分布的第二相相比鑄態(tài)中沿晶界析