带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料制造技术

本发明专利技术涉及一种带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，该结构包括金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波电磁功能建筑材料，金属网嵌入水泥砂浆内，水泥砂浆内不同厚度位置混合有不同含量的吸波剂（含量可以为0，即不添加任何吸波剂），分别形成电磁波变换层和电磁波吸收层。该结构的电磁功能建筑材料具有频带宽，屏蔽/吸波强的特点。

【技术实现步骤摘要】
带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料
本专利技术涉及一种带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，该结构的电磁功能建筑材料具有频带宽，屏蔽/吸波强的特点。
技术介绍
随着社会经济的发展，各种电磁辐射设备尤其是大功率电磁辐射设备迅猛发展，如电力输电线路和变电站、无线电通信发射台、电气化铁路等。随着城镇密集度越来越高，这些大功率电磁辐射设备不可避免的与建筑越来越近，因而对室内的电磁环境污染逐步加剧。针对电磁辐射污染问题，提出采用掺入石墨、碳纤维、钢纤维等的水泥基电磁功能建筑材料对电磁波进行屏蔽和吸收。然而，这种水泥基电磁功能建筑材料的工作频段为微波频段，对低频、大功率电磁辐射设备的防护还无能为力。金属网孔是一种常用的电磁屏蔽手段，其对不同频段电磁波的屏蔽效能取决于网孔孔径和金属丝直径，基于这一特点，在水泥基电磁功能建筑材料的基础上，加入金属网孔，即可实现对低频、大功率电磁辐射设备电磁波的屏蔽和吸收。
技术实现思路
为解决现有技术上的不足，本专利技术提出了一种带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构。其采用以下技术方案：一种水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，其特征在于：金属网嵌入水泥砂浆内，分别形成电磁波变换层和电磁波吸收层且相对于墙体电磁波变换层在外为外层,电磁波吸收层在内为内层；金属网的嵌入位置在电磁波吸波层内，电磁波变换层内，或同时在电磁波变换层、电磁波吸波层中，或者在电磁波变换层、电磁波吸波层之间。进一步，所述电磁波变换层，当需要屏蔽/吸收的环境电磁波能量占90%以上的频谱分量小于100MHz时，其厚度为2cm～3cm；大于100MHz时，其厚度为0.1cm～2cm。进一步，所述电磁波吸波层，当需要屏蔽/吸收的环境电磁波能量占90%以上的频谱分量小于100MHz时，其厚度为2.5cm～5cm；大于100MHz时，其厚度为0.5cm～2.5cm。进一步，所述电磁波变换层和电磁波吸收层还掺入吸波剂。进一步，吸波剂的掺入从外层到内层逐渐增大。进一步，当采用石墨作为吸波剂时，电磁波变换层掺入的质量百分比含量范围为0～5%，电磁波吸波层掺入的含量范围为1%～15%。进一步，吸波剂的含量在相同层厚位置相同。进一步，金属网的孔径为0.5cm～50cm，金属网的金属丝直径为0.01cm～1cm。基于以上所述，第一层和第二层不同厚度位置掺入的吸波剂含量（可以为0）根据屏蔽/吸收的电磁波频段范围实际计算得出。金属网平行于墙体放置。本专利技术在水泥基电磁功能建筑材料的基础上，利用金属网孔不同孔径大小和不同金属丝直径对不同频率电磁波屏蔽效能不同的原理，通过把一定孔径的金属网嵌入到水泥基电磁功能建筑材料内，达到在原来微波频段吸波的基础上，增加对低频电磁波屏蔽和吸收的目的。附图说明图1(a)为屏蔽/吸波复合结构示意图图1(b)为屏蔽/吸波复合结构电磁波屏蔽层（金属网孔）示意图图2为孔径大小为1cm～50cm金属网对不同频率电磁波屏蔽效能的计算结果图图3为孔径大小为1cm～25cm金属网对不同频率电磁波屏蔽效能的计算结果图图4为实际制备的带金属网（孔径大小为15cm）的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料屏蔽效能测试结果图图5为孔径大小为0.5cm～5cm金属网对不同频率电磁波屏蔽效能的计算结果图具体实施方式1.带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构包括金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波电磁功能建筑材料，金属网嵌入水泥砂浆内，水泥砂浆内不同厚度位置掺入不同含量的吸波剂，分别形成电磁波变换层和电磁波吸收层，如图1(a)所示。第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层均为水泥砂浆，不加入任何吸波剂，第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层厚度共4cm。金属网选用钢丝，嵌入位置在第一、二层中间，网孔孔径40cm，金属丝直径0.5cm，如图1(b)所示。图2为不同孔径金属网对不同频率电磁波屏蔽效能的计算结果图，在网孔孔径40cm时，其对30MHz以下的无线广播等低频电磁波的屏蔽效能为10.81dB以上，对900MHz以上移动通信等微波频段电磁波的屏蔽效能为0.05dB以下。该屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料适用于靠近大功率低频电磁辐射设备的建筑，需要对30MHz以下的低频电磁辐射有10dB以上的屏蔽效能，但不屏蔽/吸收移动通信频段电磁波的情况。2.带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构包括金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波电磁功能建筑材料，金属网嵌入水泥砂浆内，水泥砂浆内不同厚度位置掺入不同含量的吸波剂，分别形成电磁波变换层和电磁波吸收层，如图1(a)所示。第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层基底均为水泥砂浆，第一层电磁波变换层厚度1cm，作用为阻抗匹配，自外层到内层加入石墨（吸波剂）的含量逐渐增大，范围为0.1%～0.5%。第二层电磁波吸收层厚度为3cm，作用为吸收电磁波，自外层到内层加入石墨（吸波剂）的含量逐渐增大，其含量范围为0.5～5%。金属网选用钢丝，嵌入位置在第二层中间，网孔孔径15cm，金属丝直径0.1cm，如图1(b)所示。图3为不同孔径金属网对不同频率电磁波屏蔽效能的计算结果图，在网孔孔径15cm时，其对30MHz以下的无线广播等低频电磁波的屏蔽效能为20.41dB以上，对900MHz以上移动通信等微波频段电磁波的屏蔽效能为0.5dB以下。电磁波变换层和电磁波吸收层均加入一定量的石墨，使得该屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料适用于靠近大功率低频电磁辐射设备的建筑，需要对30MHz以下的低频电磁辐射有20dB以上的屏蔽效能，且对移动通信频段电磁波有一定吸波效能的情况。图4为实际制备的带金属网（孔径大小为15cm）的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料屏蔽效能测试结果图。3.带金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构包括金属网的水泥砂浆宽频屏蔽/吸波电磁功能建筑材料，金属网嵌入水泥砂浆内，水泥砂浆内不同厚度位置掺入不同含量的吸波剂，分别形成电磁波变换层和电磁波吸收层，如图1(a)所示。第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层基底均为水泥砂浆，第一层电磁波变换层厚度1cm，作用为阻抗匹配，自外层到内层加入石墨（吸波剂）的含量逐渐增大，范围为0.1%～1%。第二层电磁波吸收层厚度为2cm，作用为吸收电磁波，自外层到内层加入石墨（吸波剂）的含量逐渐增大，其含量范围为1～10%。金属网选用钢丝，嵌入位置在第二层中间，网孔孔径1.2cm，金属丝直径0.05cm，如图1(b)所示。图4为不同孔径金属网对不同频率电磁波屏蔽效能的计算结果图，在网孔孔径1.2cm时，其对900MHz～2600MHz移动通信等微波频段电磁波的屏蔽效能为10.69dB以上。电磁波变换层和电磁波吸收层均加入一定量的石墨，使得该屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料适用于远离大功率低频电磁辐射设备，但靠近移动通信基站，尤其是正对移动通信基站天线的主发射方向的情况，需要对900MHz～2600MHz移动通信等微波频段电磁波的屏蔽效能和吸波效能均为10dB以上的情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，其特征在于：金属网嵌入水泥砂浆内，分别形成电磁波变换层和电磁波吸收层且相对于墙体电磁波变换层在外为外层,电磁波吸收层在内为内层；金属网的嵌入位置在电磁波吸波层内，电磁波变换层内，或同时在电磁波变换层、电磁波吸波层中，或者在电磁波变换层、电磁波吸波层之间。

【技术特征摘要】
1.一种水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，金属网嵌入水泥砂浆内，其特征在于：第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层均为水泥砂浆，不加入任何吸波剂，第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层厚度共4cm；金属网选用钢丝，嵌入位置在第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层中间，网孔孔径40cm，金属丝直径0.5cm。2.一种水泥砂浆宽频屏蔽/吸波复合结构电磁功能建筑材料，金属网嵌入水泥砂浆内，其特征在于：水泥砂浆内不同厚度位置掺入不同含量的吸波剂，分别形成第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层；第一层电磁波变换层和第二层电磁波吸收层基底均为水泥砂浆，第一层电磁波变换层厚度1cm，作用为阻抗匹配，自外层到内层加入石墨的含量逐渐增大，范围为0.1％～0.5％；第二层电磁波吸收层厚度为3cm，作用为吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐章宏，侯国艳，王群，吕志蕊，王澈，李永卿，冀志江，谭丹君，王鹏起，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11