[发明专利]一种低频强磁场屏蔽材料

说明书

技术领域

本发明属于电磁屏蔽技术领域，尤其针对低频强磁场的屏蔽。磁场的频率范围为10KHz～500KHz，磁场强度范围为2.3Gs～0.3Gs。

背景技术

电子设备、仪器仪表等在工作过程中容易受到周围环境电磁场的干扰，为了保证电子设备、仪器仪表的正常运行，需要对它们进行电磁屏蔽。如果干扰源辐射场属于低电压、大电流的特性，其电磁波辐射场主要表现为低频强磁场，这种低频强磁场的屏蔽是比较困难的：一方面低频磁场属于低阻抗场，传统的高电导率材料如铜等虽然对电场以及500KHz以上高频电磁场有较好的屏蔽作用，但是对于这种低阻抗磁场波的屏蔽效果很不理想；另一方面导磁材料虽然能够用来屏蔽磁场，但事实上材料的磁导率是磁场频率和磁场强度的函数，它会随磁场频率的升高而降低，尤其是当磁场强度很大时，导磁材料的磁导率急剧降低，进入磁饱和状态，从而降低屏蔽效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于低频强磁场屏蔽技术领域的材料的设计与验证方法。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的屏蔽材料由单层或多层高电导率材料和铁磁性材料构成；在高电导率材料和铁磁性材料均为单层时，在该屏蔽材料中，从屏蔽前磁场到屏蔽后磁场，依次排列高电导率材料、铁磁性材料；在高电导率材料和铁磁性材料均为多层时，在该屏蔽材料中，从屏蔽前磁场到屏蔽后磁场，依次排列高电导率材料、铁磁性材料，并在每层铁磁性材料之间有一层高电导率材料。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的低频强磁场是指磁场的频率范围为10KHz～500KHz，磁场强度范围为2.3Gs～0.3Gs。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的高电导率材料是指铜、银或铝。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的铁磁性材料为高抗磁饱和铁磁性材料和/或高磁导率材料。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的铁磁性材料为高抗磁饱和材料和高磁导率材料时，它们排列顺序是高抗磁饱和材料比高磁导率材料更靠近屏蔽前磁场。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的高抗磁饱和铁磁性材料为纯度＞99.9％的纯铁或铁钴合金1J22。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的高磁导率材料为铁镍合金1J50、1J79、1J85中的任意一种。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的每层铁磁性材料厚度范围为0.05mm～0.5mm。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的单层或多层的高电导率材料中的每层高电导率材料厚度范围为0.01～0.1mm。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的屏蔽材料总体厚度范围为0.06mm～1.0mm。

一种低频强磁场屏蔽材料，其特征在于：所述的铁磁性材料需在真空或氢气条件下进行热处理，热处理温度为700℃～1300℃，保温时间2～10h，快冷时降温速率＞200℃/h。

所述的高电导率材料和铁磁性材料分别按照不同的次序、层数及厚度等方式进行组合，图1为当铁磁性材料为两层时的屏蔽材料的结构示意图。如附图1所示，本发明的低频强磁场屏蔽材料从屏蔽前磁场H₀到屏蔽后磁场H₁，依次排列高电导率材料1、高抗磁饱和材料2、高电导率材料1和高磁导率材料3。

本发明针对低频强磁场很难被屏蔽的技术难题，从屏蔽材料的设计为出发点，使用高电导率材料和铁磁性材料并分别按照不同的次序、层数及厚度等方式组合进行复合屏蔽。采用高抗磁饱和材料来初步减弱强磁场，采用高磁导率材料进一步屏蔽弱化后的磁场，在高抗磁饱和材料层和高磁导率材料层之间使用高电导率材料一方面作为磁阻挡层，另一方面也具有部分屏蔽交变磁场的作用。

本发明应用于电子设备、仪器仪表等电磁屏蔽领域可有效提高它们抗低频强磁场干扰的能力，同时对于提高长期困扰我国电子设备电磁兼容的低频磁场屏蔽技术水平也具有重要的意义。

本发明的低频强磁场屏蔽材料的测试样品是通过以下技术方案实现的：

(1)制备长450mm，外径30mm，壁厚0.5mm的PVA圆柱管作为测试样品的支撑骨架。

(2)在PVA圆柱管外壁贴覆一层或多层热处理后的铁磁性材料，其中高磁导率材料作为内层屏蔽层，高抗磁饱和材料作为外层屏蔽层，铁磁性材料每层厚度为0.05～0.5mm，长度为450mm。