[实用新型]一种电磁辐射屏蔽结构

说明书

本实用新型提出一种电磁辐射屏蔽结构，能够实现对外来电磁辐射的宽频带、高效率屏蔽。该电磁辐射屏蔽结构包括自下向上依次设置的支撑层、金属层以及纳米复合层；金属层的厚度大于待屏蔽电磁辐射的穿透深度，金属层的厚度大于或等于基底的厚度；纳米复合层的主体为基底，其中填充有金属纳米颗粒，金属纳米颗粒的体填充因子在5～30％范围，金属层和纳米复合层的厚度以及材料配置满足电磁辐射在微结构中的等离激元自约束效应。本实用新型的这种叠层式纳米结构，通过电磁辐射在微结构中的等离激元自约束效应，可实现对外来电磁辐射的宽频带、高效率屏蔽。

技术领域

本实用新型属于电磁技术领域，涉及一种电磁辐射屏蔽结构。

背景技术

随着现代科学技术的发展，电磁波辐射对环境的影响日益增大。在机场飞机航班因电磁波干扰无法起飞而误点；在医院、移动电话常会干扰各种电子诊疗仪器的正常工作。因此，治理电磁污染，寻找一种能削弱乃至屏蔽电磁波辐射的材料，已成为电磁技术领域的一大课题。在工程应用上，除要求该类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。

当前，按材料成型工艺，吸波材料可分为涂覆型和结构型；而按损耗机制，吸波材料又可分为电阻型、电介质型及磁介质型。

对于电阻型吸波材料，其损耗主要来源于电导损耗。导电载流子在材料内部定向漂移，形成传导电流，以热能的形式将入射的电磁波损耗掉，主要代表物质为炭系物质(如炭黑、石墨、碳纤维、纳米碳管等)、非磁性金属微粉、导电高分子等。

对于电介质型吸波材料，其损耗主要来源于介质弛豫极化及谐振损耗，主要代表物质为陶瓷材料，如BaTiO3、金属氧化物、氮化铁、SiC、Si/C/N等。

对于磁介质型吸波材料，其损耗主要来源于磁损耗，主要包括趋肤效应引起的涡流损耗、磁滞损耗和磁后效等引起的剩余损耗，主要代表物质为铁氧体、羰基铁、氮化铁、磁性金属粉末等。

另外，目前基于超材料的吸波材料技术研究也备受关注。超材料是指一类具有天然材料所不具备的超常电磁性质的人工复合结构或复合材料。2008年研究人员基于超材料的概念提出了电磁波“完美吸收器”的概念。它通过设计材料的关键物理尺寸设计电磁谐振结构，使电磁波的电磁分量产生耦合，从而对特定极窄频带内的电磁波实现高效吸收。但基于超材料设计的吸波材料必然受到超材料本身谐振特性的影响，带来作用频段窄、对入射角度敏感等缺点，成为制约超材料吸波技术发展和应用的关键瓶颈技术。该领域当前发展趋势是探索宽频带、高效率吸波材料技术。

实用新型内容

本实用新型提出一种电磁辐射屏蔽结构，能够实现对外来电磁辐射的宽频带、高效率屏蔽。

本实用新型的实现方案如下：

该电磁辐射屏蔽结构包括自下向上依次设置的支撑层、金属层以及纳米复合层；所述金属层的厚度大于待屏蔽电磁辐射的穿透深度，金属层的厚度大于或等于基底的厚度(差值范围与待屏蔽电磁辐射波长有关)；所述纳米复合层的主体为基底，其中填充有金属纳米颗粒，金属纳米颗粒的体填充因子在5～30％范围，金属层和纳米复合层的厚度以及材料配置满足电磁辐射在微结构中的等离激元自约束效应。

基于以上方案，本实用新型还作出具体优化如下：

上述纳米复合层的厚度在几十至几百纳米量级，所述金属层的厚度在几十至几百纳米量级。

金属层可选材料有：金，银，铝等。

基底可选材料有：聚四氟乙烯，氟化钙，氟化镁等。

金属纳米颗粒可选材料：金，银等。

支撑层通常采用石英玻璃。