一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料制造技术

本发明专利技术公开了一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，包括碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网；坡莫合金片的层数≥1，铜网的层数≥2；碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网平行排布；至少存在一层坡莫合金片位于两层铜网之间，位于两层铜网之间的坡莫合金片与两层铜网之间分别设有碳纤维增强树脂层。本发明专利技术复合材料解决了≤10MHz的低频磁场的屏蔽问题，在全频段具有良好的磁屏蔽效果，同时具备轻质和耐腐蚀的优势，在磁屏蔽技术领域具有广泛的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料


[0001]本专利技术属于磁屏蔽材料
，具体涉及一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料。

技术介绍

[0002]信息、能源和材料是当今社会的三大支柱，在军事领域尤为突出；战争信息化是大国之间博弈的重中之重，致使光学隐身材料、雷达隐身材料、红外隐身材料、屏蔽材料、透波材料等功能复合材料应运而生。
[0003]长期以来，国内外的屏蔽材料基本上为金属材质，重量大，易腐蚀；随着功能复合材料科学的进步，各个国家的屏蔽复合材料如雨后春笋般地涌现出来，但同时面临着全球同领域面对的同一问题——对≤10MHz的低频磁场效能不理想。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述缺陷，提供一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，包括碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网；坡莫合金片的层数≥1，铜网的层数≥2；碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网平行排布；至少存在一层坡莫合金片位于两层铜网之间，位于两层铜网之间的坡莫合金片与两层铜网之间分别设有碳纤维增强树脂层。本专利技术复合材料解决了≤10MHz的低频磁场的屏蔽问题，在全频段具有良好的磁屏蔽效果，同时具备轻质和耐腐蚀的优势，在磁屏蔽
具有广泛的应用前景。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，包括碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网；所述坡莫合金片为非晶状态；所述非晶状态的坡莫合金片指非晶区域≥60％的合金片，也即金相显微镜下长程有序部分所占的面积≤40％的合金片；
[0007]坡莫合金片的层数≥1，铜网的层数≥2；
[0008]碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网平行排布；
[0009]至少存在一层坡莫合金片位于两层铜网之间，位于两层铜网之间的坡莫合金片与两层铜网之间分别设有碳纤维增强树脂层。
[0010]进一步的，所述坡莫合金片的相对磁导率≥80000；
[0011]所述坡莫合金片的厚度≥0.02mm；坡莫合金片中镍的质量百分比为35～90％。
[0012]进一步的，所述非晶状态的坡莫合金片在不低于5000℃/s的冷却速度下制备得到。
[0013]进一步的，高效屏蔽低频磁场轻质复合材料的最外层为铜网或碳纤维增强树脂层；
[0014]各层坡莫合金片与相邻的坡莫合金片或铜网之间，以及各层铜网与相邻的坡莫合金片或铜网之间设有碳纤维增强树脂层。
[0015]进一步的，所述坡莫合金片表面贴附胶膜或进行刷胶，所述胶膜为环氧胶膜或氰
酸酯胶膜，刷胶所用胶的种类为环氧胶，氰酸酯胶，聚氨酯，苯并噁嗪或酚醛树脂中的一种或一种以上组合。
[0016]进一步的，所述铜网的目数≥60目，铜网中铜丝的直径≤0.1mm。
[0017]进一步的，所述碳纤维增强树脂层通过碳纤维增强树脂预浸料浸润各层坡莫合金片与相邻的坡莫合金片或铜网之间，以及各层铜网与相邻的坡莫合金片或铜网之间后，整体固化得到。
[0018]进一步的，碳纤维增强树脂层包括树脂基体和碳纤维；所述碳纤维增强树脂层中树脂基体的质量百分比为20～80％；树脂基体为环氧树脂，氰酸酯，聚氨酯，苯并噁嗪，酚醛树脂中的一种或一种以上组合。
[0019]进一步的，单层坡莫合金片采用若干片较小尺寸的坡莫合金片搭接形成时，各较小尺寸的坡莫合金片之间采用厚度小于等于0.1mm的树脂粘接层粘接，各较小尺寸的坡莫合金片之间搭接宽度大于等于1.0mm。
[0020]进一步的，坡莫合金片的层数＝1，铜网的层数＝2，铜网的目数为60目；
[0021]坡莫合金片的厚度d根据10kHz磁场处的屏蔽效能SE
10
确定：
[0022]d＝(SE
10
‑
31.15)/149；
[0023]或坡莫合金片的厚度d根据100kHz磁场处的屏蔽效能SE
100
确定：
[0024]d＝(SE
100
‑
58.0)/146.5；
[0025]坡莫合金片的厚度d的单位为mm，屏蔽效能的单位为dB。
[0026]本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
[0027](1)本专利技术创新性的设计了一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，将坡莫合金片设于两层铜网之间，使低频磁场10kHz屏蔽效能可以达到34.1dB，低频磁场100kHz屏蔽效能可以达到60.9dB，解决了≤10MHz低频磁场的磁屏蔽问题，在全频段具有良好的磁屏蔽效果；
[0028](2)本专利技术在具有良好的磁屏蔽效果的基础上，同时减轻了材料的重量，提高了材料的耐腐蚀性；现有屏蔽材料一般使用碳钢钢板，一方面，碳钢钢板密度为7.85g/cm3，本专利技术的密度可达2.30g/cm3；另一方面，碳钢钢板容易发生腐蚀，特别是碳元素和铁元素因电化学势能不同导致的电化学腐蚀，本专利技术把金属材质的功能层夹入碳纤维树脂基复合材料之间，不存在腐蚀情况；
[0029](3)本专利技术在固化过程中通过树脂与铜网、非晶态坡莫合金共固化在一起，达到粘接的目的，提高了材料的强度。
附图说明
[0030]图1为本专利技术一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料的截面示意图。
具体实施方式
[0031]下面通过对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0032]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各
种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
[0033]目前，现有同类型的轻质磁屏蔽复合材料绝大部分考虑通过衰减、反射电场来衰减、反射磁场，比如加入炭黑、铜网、铝网、碳纤维等导电非磁性材料，此类材料对磁场的衰减、反射作用较小，一般在10kHz磁场下的屏蔽效能低于17.5dB；另一类磁屏蔽材料在考虑衰减、反射电场的基础上，加入磁性材料，如铁系、镍系和钴系等的粉末、金属丝、金属网、金属片和金属块等，未考虑电磁波磁感线的连续问题，也未考虑电场和磁场互相震荡、衰减、反射之间的协同关系，此类材料一般在10kHz磁场下的屏蔽效能介于15～25dB之间。
[0034]本专利技术一方面使用编织状态的碳纤维和高导电率的铜网，衰减、反射电场；另一方面，在2层高导电率的铜网之间加入无孔隙(搭接处无缝隙)高磁导率(相对磁导率≥80000)的非晶态坡莫合金片，使电磁波的磁感线在非晶态坡莫合金层中发生偏折、损耗，同时在互感导致的涡流的作用下，在2层铜网之间来回震荡产生的磁场也在非晶态坡莫合金层中发生偏折、损耗。
[0035]本专利技术在同样轻质的条件下，至少使用一层非晶态坡莫合金片，在仅使用一层非晶态坡莫合金片的情况下，比现有技术的磁场损耗提高了近10dB，即能量屏蔽效能提高了3个数量级(分贝与能量之间的换算关系为对数关系)，10kHz磁场屏蔽效能达到34.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，其特征在于，包括碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网；所述坡莫合金片为非晶状态；坡莫合金片的层数≥1，铜网的层数≥2；碳纤维增强树脂层、坡莫合金片和铜网平行排布；至少存在一层坡莫合金片位于两层铜网之间，位于两层铜网之间的坡莫合金片与两层铜网之间分别设有碳纤维增强树脂层。2.根据权利要求1所述的一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，其特征在于，所述坡莫合金片的相对磁导率≥80000；所述坡莫合金片的厚度≥0.02mm；坡莫合金片中镍的质量百分比为35～90％。3.根据权利要求2所述的一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，其特征在于，所述非晶状态的坡莫合金片在不低于5000℃/s的冷却速度下制备得到。4.根据权利要求1所述的一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，其特征在于，高效屏蔽低频磁场轻质复合材料的最外层为铜网或碳纤维增强树脂层；各层坡莫合金片与相邻的坡莫合金片或铜网之间，以及各层铜网与相邻的坡莫合金片或铜网之间设有碳纤维增强树脂层。5.根据权利要求1所述的一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，其特征在于，所述坡莫合金片表面贴附胶膜或进行刷胶，所述胶膜为环氧胶膜或氰酸酯胶膜，刷胶所用胶的种类为环氧胶，氰酸酯胶，聚氨酯，苯并噁嗪或酚醛树脂中的一种或一种以上组合。6.根据权利要求1所述的一种高效屏蔽低频磁场轻质复合材料，其特征在于，所述铜网的目数≥60目，铜网中铜丝的直径≤0.1mm。7.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贞祥，姚双，尉世厚，宫顼，陈雪婷，罗盼，陈静，崔林如，王书超，郝晓明，陈浩，陶涛，马洁玲，许久远，苏庆云，吕琦，李田鑫，李雨修，季平，王洋，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：