一种能够吸收电磁辐射的珠子制造技术

本实用新型专利技术提出一种能够吸收电磁辐射的珠子，其具有颗粒状的基体，其特征在于：该基体内具有多个微碳线圈，该微碳线圈具有一种或多种长度以实现对应不同频域电磁波的吸收效果；本实用新型专利技术的最优条件是，该微碳线圈具有在10微米至5毫米之间的多种长度，各微碳线圈的螺旋直径与螺距之比在1：1‑5之间，碳丝直径与螺旋直径在1：5‑10之间。本实用新型专利技术提供对空间电磁辐射进行有效吸收的根本性解决方案，且具有吸波频域宽、效率高、成本低廉、适合量化生产、易与其它物质结合等优点，无论从技术性、实用性还是经济性上看，均是具备卓越性的产品，适合推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电磁屏蔽及吸收
，具体涉及一种能够吸收电磁辐射的珠子。
技术介绍
随着生活水平的提高，各式各样的电器出现在普通家庭中，如冰箱、洗衣机、手机、无线路由器等，随之而来的除了生活上的便利外，还有就是电磁辐射困扰；即使少用或不用电器，我们所生活的空间仍然充斥着各种频率的电磁辐射，这些电磁辐射来源于户外的高压送电线、变电站、变压器、通信基站、通讯卫星等。理论上，但凡有用到电的装置、机器都会产生一定的电磁辐射，这些形形式式的电磁辐射就像空气一般存在于我们身边，不仅是对人体，还有对精密电子仪器都存在危害，据调查，手机电磁辐射会对将近百分之六十的近距离医疗器械产生影响，造成其误动作。此外，现代军事竞争已从传统的火器对抗完全过渡为电子军事设备的对抗，这些精密的电子军事设备能极大地影响军事格局，乃至战争局势，但自身却十分脆弱，一定强度的电磁干扰或电磁冲击足以对电子军事设备造性致命打击，故以在军事
同样需要有针对电磁冲击保护、战机隐形涂层等方面的应用。作为解决方案,人们提出了许多电磁波遮蔽材料和电磁波吸收材料来屏蔽空间中的外来电磁辐射。目前所广泛使用的电磁辐射屏蔽技术几乎都是利用高导电性的金属材料薄板对电磁辐射进行反射，阻止其直接进入屏蔽范围内，但反射后的电磁辐射仍存在于空间当中，显然这并不是防护电磁辐射的根本性对策，很需要真正的电磁波吸收材料，国内外常用的吸收材料是铁氧体，但是随着科技的革新性发展，如高速道路交通系统ITS等通信设备、无线网络、各种媒体机器设备、电脑等的高速化，电磁波频段的应用变得更为宽广，对吸波材料的尺寸、重量、吸波效率有了更为苛刻的要求，随着侦察探测手段、卫星通信技术的不断进步，以及人们对电磁辐射危害的重视，数百MHz到上百GHz的宽频新型吸波材料的研究成为关注的热点。由此引出的问题有：1)现有的铁氧体电磁波防护材料只能实现20GHz以下频段吸收，且其物理特性限制无法往高频段发展，再加之较为“笨重”，已经不能满足现有的吸波需要了。2)针对不同的主体需要定制不同尺寸的吸波材料，较难实现预定制生产，令吸波材料在很多应用场合受到局限，特别是在建筑外墙、门窗、家具中进行吸波处理的生产场合。
技术实现思路
基于
技术介绍
中所提及的问题，本技术提出一种能够吸收电磁辐射的珠子方案，其提供对空间电磁辐射进行有效吸收的根本性解决方案，且具有吸波频域宽、效率高、成本低廉、适合量化生产、易与其它物质结合等优点，其具体
技术实现思路
如下：一种能够吸收电磁辐射的珠子，具有颗粒状的基体，该基体内具有多个微碳线圈，该微碳线圈具有一种或多种尺寸以实现对应不同频域电磁波的吸收效果，该尺寸包括对微碳线圈的长度、螺距、螺旋直径、碳线直径中一个或多个参数的调整。于本技术的一个或多个实施例当中，该微碳线圈具有10微米至5毫米之间的多种长度。于本技术的一个或多个实施例当中，各微碳线圈的螺旋直径与螺距之比在1：1-5之间，碳丝直径与螺旋直径在1：5-10之间。于本技术的一个或多个实施例当中，该微碳线圈上具有导电性镀层。于本技术的一个或多个实施例当中，该基体为高分子化合物。于本技术的一个或多个实施例当中，该基体为聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、聚硅氧烷PE或热塑性弹性体。于本技术的一个或多个实施例当中，该基体中还具有若干导电单体，该些导电单体包括颗粒碳、棒状碳、铁氧体中的一种或多种。本技术与现有技术相比，其优越性体现在：1)微碳线圈利用其三维螺旋结构在电磁场中产生磁感电动势，最终以热能的形式将能量释放以达至高效吸收电磁波的效果。这不同于现有的将电磁辐射反射回空间的方案，而是从根本上实现对电磁辐射进行吸收转化，且最优吸收效率达99％以上。2)微碳线圈的三维结构对任意方向的电磁辐射都能实现高效吸收，珠子各方向对电磁波的吸收是开放的，能够营造更佳的低电磁辐射环境，甚至无电磁辐射环境。3)基体呈颗粒状，克服了薄膜状吸波材料必需根据铺设面积进行定制的固有局限，能够方便与建筑材料或其它物料混合，适合各类建筑、产品生产加工场合，这是现有的电磁波吸收或屏蔽材料所无法做到的。本技术无论从技术性、实用性还是经济性上看，均是具备卓越性的产品，适合推广使用。附图说明图1为本技术的能够吸收电磁辐射的珠子实施例一结构示意图。图2为本技术的能够吸收电磁辐射的珠子的微碳线圈等效电路示意图。图3为本技术的能够吸收电磁辐射的珠子的电磁波吸收率测试数据图表一。图4为本技术的能够吸收电磁辐射的珠子的电磁波吸收率测试数据图表二。图5为本技术的能够吸收电磁辐射的珠子的电磁波吸收率测试数据图表三。图6为本技术的能够吸收电磁辐射的珠子实施例二结构示意图。具体实施方式如下结合附图，对本申请方案作进一步描述：实施例一参见附图1，一种能够吸收电磁辐射的珠子，具有颗粒状的基体1，该基体1内具有多个微碳线圈2，该微碳线圈2具有一种或多种长度以实现对应不同频域电磁波的吸收效果，本技术的最优条件：该微碳线圈2具有10微米至5毫米之间的多种长度，各微碳线圈2的螺旋直径与螺距之比在1：1-5之间，碳丝直径与螺旋直径在1：5-10之间；该微碳线圈占总重量的0.5％-5％，其中，1％、2％和3％为较常采用的重量比例。该微碳线圈2在电子显微镜下是规则螺旋伸展的，且具有明显的螺距，这对吸波效果的实现与吸收频域的调整有重要意义。该微碳线圈2具有三维螺旋结构，且具有电阻R、电容C和电感L特性(等效电路参见附图2)，由法拉第电磁感应定律可得知，处于变化磁场中导体线圈会产生诱导电动势，继而产生电流，本技术正是巧妙地应用了该物理现象，使微碳线图2在电磁场中产生磁感电动势，最终由自身电阻以热能的形式将能量释放，微碳线圈2由于其手性材料特征，其诱电率和透磁率大，比一般的诱电损耗和磁性损耗材料对电磁波的衰减效果更为明显，入射直线偏波电磁波(具有水平、垂直分量)变成左右两个园偏波(左旋转、右旋转)，并在微碳线圈2中产生反射/散乱损耗而使电磁波进一步减衰，这是从根本上实现对电磁辐射进行吸收转化，且最优吸收效率达99％以上，这和铁氧体的电磁屏蔽原理有着本质的不同。同时，珠子对各方向的电磁辐射实现开放吸收，能够营造更佳的低电磁辐射环境，甚至无电磁辐射环境。根据反射系数计算公式其中，R为反射系数，Zin为界面处波阻抗，Z0为空气阻抗，μ为磁导率，ε为介电常数；当Zin＝Z0时，R＝0，即该材料与自由空间波阻抗达匹配，这样电磁波的反射为零。可以通过选择基体材料、微碳线圈的尺寸形态(相当于选择磁导率和介电常数)，以调整吸波材料与所在空间的阻抗匹配，以达到更高的吸波效率。电磁波吸收材料的综合评价指数(e),用下面式子表示e＝ΔFλ/fdW；其中，ΔF是-20dB以上的频率帯域、λ是波長、f频率、d是吸收体的厚度、W是薄层吸收材料的重量。市场上的薄层吸收材料(铁氧体)的综合指数一般是e＝4.6～5.5，而且本技术吸波材料的综合指数可达e＝7.45，表现为非常优异的吸波性能。为提高电磁波的吸收率，特别是在1GHz以下波段，该微碳线圈2上还可镀设高结晶度的碳层或镍层，把镀碳膜的微碳线圈2分散在环氧树脂的基体中，将其装在长方体盒子里面，用探针法(Probem本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能够吸收电磁辐射的珠子，其特征在于：具有颗粒状的基体，该基体内具有多个微碳线圈，该微碳线圈具有一种或多种尺寸以实现对应不同频域电磁波的吸收效果,该尺寸包括对微碳线圈的长度、螺距、螺旋直径、碳线直径中一个或多个参数的调整。

【技术特征摘要】
1.一种能够吸收电磁辐射的珠子，其特征在于：具有颗粒状的基体，该基体内具有多个微碳线圈，该微碳线圈具有一种或多种尺寸以实现对应不同频域电磁波的吸收效果,该尺寸包括对微碳线圈的长度、螺距、螺旋直径、碳线直径中一个或多个参数的调整。2.根据权利要求1所述的能够吸收电磁辐射的珠子，其特征在于：该微碳线圈具有10微米至5毫米之间的多种长度。3.根据权利要求1所述的能够吸收电磁辐射的珠子，其特征在于：各微碳线圈的螺旋直径与螺距之比在1：1-5之间，碳丝直径与螺旋直径在1：5-1...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：福建星宏新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35