Wie erreichen technische Spezialkunststoffe eine elektromagnetische Abschirmung?
Wie realisieren technische Kunststoffe die elektromagnetische Abschirmfunktion?
In der modernen Gesellschaft sind elektromagnetische Störungen durch elektromagnetische Wellenstrahlung weit verbreitet. Dies wird nicht nur unsere Gesundheit beeinträchtigen, sondern auch dazu führen, dass die elektronischen Geräte nicht richtig funktionieren und in einigen wichtigen Bereichen sogar große Verluste verursachen. Bei der elektromagnetischen Abschirmung geht es darum, Wege zu finden, elektromagnetische Störungen in einem bestimmten Bereich zu reduzieren.
Mit der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie wie 5G und Satellitenkommunikation werden diese Hochfrequenzbänder immer häufiger eingesetzt, und die traditionellen Metallmaterialien zur elektromagnetischen Abschirmung wie der Faradaysche Käfig sind etwas aus der Zeit geraten.
Den neuen Anforderungen an Hochfrequenzabschirmung, Breitbandwirkung und Leichtbau können sie nicht gerecht werden. Deshalb müssen wir andere Materialien finden, um Metall zu ersetzen.
Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid (PI) und andere technische Spezialkunststoffe sind ein gutes Grundmaterial.
Polyetheretherketon (PEEK), Polyimid (PI) und andere spezielle technische Kunststoffe sind gute Basismaterialien. Sie haben gute mechanische Eigenschaften, Lösungsmittelbeständigkeit, Strahlungsbeständigkeit und sind in der Luft- und Raumfahrtindustrie und anderen Bereichen sehr verbreitet. Zum Beispiel Materialien für Treibstofftanks von Flugzeugen sowie Materialien für die thermische und akustische Isolierung von Schiffen.
Wir können diese Methoden modifizieren und strukturell gestalten, um die Wirksamkeit der elektromagnetischen Abschirmung und das Frequenzband zu regulieren. Und sie haben eine gute Verarbeitungsleistung, sind aber auch sehr leicht und bieten ein sehr breites Anwendungsspektrum.
Technische Spezialkunststoffe selbst haben keine elektrische und magnetische Leitfähigkeit und nahezu keine elektromagnetischen Abschirmeigenschaften.
Um diese Materialien herzustellen, ist es notwendig, im Inneren leitende Pfade aufzubauen.
Dies kann durch konstruktive Gestaltung und den Zusatz von Füllstoffen erreicht werden.
Die Prinzipien der elektromagnetischen Abschirmung sind Reflexionsverlust, Absorptionsverlust und Mehrfachreflexionsverlust. Durch den Absorptionsverlust können elektromagnetische Wellen beim Durchgang durch das Material in Wärme umgewandelt werden.
Je höher die Leitfähigkeit des Materials, desto größer die magnetische Permeabilität, je dicker die Dicke und je höher die Frequenz der elektromagnetischen Welle, desto größer ist der Absorptionsverlust. Bei hohen Frequenzen wirken hohe Leitfähigkeit und hohe magnetische Permeabilität besser zusammen. Reflexionsverluste können jedoch leicht zu sekundärer Elektrosmogverschmutzung führen, weshalb elektromagnetische Abschirmmaterialien jetzt auf hohe Absorptionsverluste, eine leichte Struktur und die Entwicklung einer spezifischen Bandabschirmung ausgerichtet sind.
Die Art des Füllstoffs kann einen großen Einfluss auf die elektromagnetische Abschirmleistung spezieller technischer Kunststoffe haben.
Heutzutage gibt es hauptsächlich Kohlenstofffüllstoffe, Metallfüllstoffe und magnetische Oxidfüllstoffe. Metallfüllstoffe wie Eisen, Nickel, elektrische Leitfähigkeit und magnetische Permeabilität sind großartig, die Abschirmwirkung hoch- und niederfrequenter Magnetfelder ist besonders gut.
Sie können in technischen Spezialkunststoffen durch Oberflächenbeschichtung oder Füllstoffmischung verwendet werden. Allerdings verringert das Oberflächenspritzen von Metallen die Korrosionsbeständigkeit des Materials. Kohlenstofffüllstoffe wie Kohlefaser, Graphen, hohe Leitfähigkeit. Viele Menschen verwenden sie als leitfähige Füllstoffe für Verbundmaterialien zur elektromagnetischen Abschirmung.
Allerdings neigen Kohlenstofffüllstoffe zur Agglomeration, was sich auf die Materialeigenschaften auswirkt. Kann die Fließfähigkeit der Schmelze verbessern oder die Oberfläche modifizieren, um dieses Problem zu lösen. Es gibt auch mehrere Systeme zur elektromagnetischen Abschirmung von Materialien, d. h. eine Kombination verschiedener Füllstoffe, um ihre synergistische Wirkung zu entfalten und die elektrische Leitfähigkeit und magnetische Permeabilität des Materials zu verbessern.
Auch die bauliche Gestaltung ist wichtig.
Zum Beispiel eine poröse Struktur, die die Vorteile einer mehrschichtigen Struktur und einer isolierten Struktur berücksichtigen kann. Blasenlöcher fördern den Aufbau leitfähiger Pfade, verbessern die Reflexion, Streuung und Absorption elektromagnetischer Wellen, verbessern den Absorptionsverlust und die elektromagnetische Abschirmwirkung des Materials und machen das Material außerdem leichter.
Auch Wabenstrukturen eignen sich gut, da sie die mehrfache Reflexion und Absorption elektromagnetischer Wellen ermöglichen, ein geringes Gewicht ermöglichen und durch den 3D-Druck effizient leitende Pfade aufbauen.
