鐵鋁梯度合金板及其多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備與屏蔽機(jī)理.pdf

1、為了適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境對(duì)屏蔽材料的高屏效要求，本文設(shè)計(jì)了梯度合金板和物理多層結(jié)構(gòu)(合金板/介質(zhì)層/合金板)屏蔽材料。利用熱浸鍍鋁和表面擴(kuò)散合金化的方法在純鐵 DT4E表面形成鐵鋁軟磁合金層，制備出具有多層結(jié)構(gòu)的鐵鋁梯度合金板。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、軟磁材料直流磁性測(cè)量系統(tǒng)、同軸測(cè)試裝置和磁通門計(jì)等多種測(cè)試手段對(duì)其微觀組織、軟磁性能、屏蔽性能進(jìn)行研究，探討了微觀組織與性能的關(guān)系，分析梯度合金板和

2、物理多層結(jié)構(gòu)的屏蔽機(jī)理。
　　熱浸鍍鋁層包括表面鋁層和鐵鋁合金層。鐵鋁合金層呈“鋸齒狀”浸入純鐵基體中，主要成分為柱狀晶Fe2Al5。隨著熱浸鋁溫度升高，合金層厚度增加。浸鋁后的鐵板經(jīng)過(guò)擴(kuò)散熱處理，形成兩側(cè)為鐵鋁軟磁合金層，中間為純鐵基體的鐵鋁梯度合金板。合金板外側(cè)鋁含量較高，向心部逐漸遞減，濃度呈梯度分布。
　　鐵鋁梯度合金板的矯頑力與基體處于同一水平，約為40A/m；軟磁性能較純鐵基體有所降低。鐵鋁梯度合金板的地磁屏蔽系

3、數(shù)約為26，相對(duì)于基體純鐵提高了8倍。浸鋁溫度為700℃得到的梯度合金板屏蔽系數(shù)最大。鐵鋁梯度合金板為兩層鐵鋁軟磁合金夾一層純鐵的三層結(jié)構(gòu)，通過(guò)各層之間耦合并聯(lián)分流，實(shí)現(xiàn)對(duì)地磁場(chǎng)的有效屏蔽。地磁屏蔽性能受到測(cè)試試件結(jié)構(gòu)因素的影響，方筒試件尺寸增大，可提高地磁屏蔽效果。
　　電磁屏蔽性能測(cè)試表明，700℃浸鋁工藝下的鐵鋁梯度合金板電磁屏蔽效能最高，與退火態(tài)的純鐵基體相當(dāng)；浸鋁溫度升高，梯度合金板的電磁屏蔽性能下降。梯度合金板中各層的

4、阻抗呈梯度連續(xù)分布，會(huì)降低材料對(duì)電磁波的反射系數(shù)，影響電磁屏蔽效能。
　　對(duì)物理多層結(jié)構(gòu)的屏蔽性能進(jìn)行了研究，地磁屏蔽系數(shù)相對(duì)于鐵鋁梯度合金板提高了10倍，可達(dá)258。物理多層結(jié)構(gòu)為兩層導(dǎo)磁層夾一層不導(dǎo)磁層，磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)磁性屏蔽罩兩次分流作用，可更加有效地屏蔽地磁場(chǎng)，提高地磁屏蔽性能。但是物理多層結(jié)構(gòu)并不能有效提高電磁屏蔽性能，相對(duì)于梯度合金板的電磁屏蔽效能有所降低。改進(jìn)物理多層結(jié)構(gòu)(導(dǎo)體/電介質(zhì)/導(dǎo)體)，電磁屏蔽性能較好，相對(duì)于單層