一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材的製作方法

2024-02-15 21:14:15

本發明涉及泡沫鋁技術領域，具體涉及一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材。

背景技術：

隨著現代科學技術的快速發展，越來越多地電子、電氣設備的投入使用，給人類的生產和生活帶來了極大不便。與此同時，各種電子設備產生的不同頻率和能量的電磁波充斥著人們的生活空間，進而形成了一種繼水汙染、噪音汙染、大氣汙染之後的新型汙染，即電磁輻射汙染。電磁輻射汙染由分布在空間中的電磁波所導致，電磁波是一種互相垂直的電場和磁場周期變化的能量波。電磁波引起的電磁輻射危害主要包括對人體健康的負面影響、對自然環境的影響以及對電子設備的幹擾三大方面。因此，電磁屏蔽作為一種最常用的防護手段，在現代生活中起著舉足輕重的作用，並日益成為今後研究的重點。

泡沫鋁材料是一種由金屬骨架和氣孔組成的多孔結構，這種材料憑藉其獨特的蜂窩狀結構，使其表面對電磁波的有效反射面積比其他屏蔽材料要大得多；泡沫鋁內部複雜而曲折的孔洞通道使得其可以大幅度地反射及折射入射的電磁波，從而達到電磁屏蔽的目的。

磁性吸波材料可吸收電磁波，因而被廣泛地應用於電磁屏蔽領域。鐵氧體是磁性吸波材料的重要代表，它具有吸收強、頻帶較寬、匹配厚度薄及低成本的優點。

雖然泡沫鋁材料具有較高地電磁屏蔽性，但其屏蔽效果仍然受到一定的限制，為了減少電磁輻射帶來的電磁汙染，本發明在泡沫鋁原料中添加一定含量的鐵磁性物質，使該材料的屏蔽性能得到進一步地提高。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在於提供一種成分較為簡單，具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材。

本發明所要解決的技術問題採用以下技術方案來實現：

一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材，泡沫鋁材原料的成分除了常規的鋁、增粘劑和發泡劑外，還添加一定比例的鐵磁性物質，包含但不限於氧化鐵、氧化銅、氧化鎳以及氧化矽和氧化鎂；

其質量分數按鋁基材料質量百分比計，發泡劑1％-2％、增粘劑1％-3％、氧化鐵2％-15％、氧化銅2％-10％、氧化鎳1％-10％、氧化矽1％-5％、氧化鎂1％-5％、餘量為鋁。

各組分的較佳質量百分百為：發泡劑1％、增粘劑2.5％、氧化鐵5％、氧化銅3％、氧化鎳2％、氧化矽1％、氧化鎂1％、餘量為鋁。

所述發泡劑為tih2。

所述增粘劑為ca。

通過工藝控制泡沫鋁的孔隙率為80～85％，孔徑為2～4mm，所生產的泡沫鋁材料加工成10mm厚板材，經檢測，電場屏蔽效能全頻段可達65db以上，中低頻段(400mhz附近)最高可達100db，高頻段(10ghz附近)最高可達90db以上，同時，磁場屏蔽效能全頻段可達70db以上；相比傳統的電工純鐵、冷軋鋼板等材料，達到相近的屏蔽性能時，重量僅需鋼鐵的1～3％，可以極大減輕電磁屏蔽裝備的整體重量。

本發明的有益效果是：本發明可以通過改變原料的配比，能夠大幅度優化、提升鋁基合金材料的電磁特性，同時通過生產工藝控制泡沫鋁的孔隙率、孔徑，可以大幅改善泡沫鋁材料的電磁屏蔽性能；本發明的泡沫鋁材料具備較高的電磁屏蔽性能，相比普通泡沫鋁材料最高可提升500％。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。

實施例1

一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材，其質量分數按鋁基材料質量百分比計：發泡劑(tih2)1％、增粘劑(ca)2.5％、氧化鐵5％、氧化銅3％、氧化鎳2％、氧化矽1％、氧化鎂1％、餘量為鋁。

實施例2

一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材，其質量分數按鋁基材料質量百分比計：發泡劑(tih2)1％、增粘劑(ca)1％、氧化鐵2％、氧化銅2％、氧化鎳1％、氧化矽1％、氧化鎂1％、餘量為鋁。

實施例3

一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材，其質量分數按鋁基材料質量百分比計：發泡劑(tih2)2％、增粘劑(ca)3％、氧化鐵15％、氧化銅10％、氧化鎳10％、氧化矽5％、氧化鎂5％、餘量為鋁。

實施例4

一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材，其質量分數按鋁基材料質量百分比計：發泡劑(tih2)1％、增粘劑(ca)3％、氧化鐵2％、氧化銅10％、氧化鎳1％、氧化矽5％、氧化鎂1％、餘量為鋁。

實施例5

一種具有高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材，其質量分數按鋁基材料質量百分比計：發泡劑(tih2)2％、增粘劑(ca)1％、氧化鐵15％、氧化銅2％、氧化鎳10％、氧化矽1％、氧化鎂5％、餘量為鋁。

通過工藝控制泡沫鋁的孔隙率為80～85％，孔徑為2～4mm，所生產的泡沫鋁材料加工成10mm厚板材，經檢測，電場屏蔽效能全頻段可達65db以上，中低頻段(400mhz附近)最高可達100db，高頻段(10ghz附近)最高可達90db以上，同時，磁場屏蔽效能全頻段可達70db以上；相比傳統的電工純鐵、冷軋鋼板等材料，達到相近的屏蔽性能時，重量僅需鋼鐵的1～3％，可以極大減輕電磁屏蔽裝備的整體重量。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。