定向電磁干擾屏蔽
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-23
定向電磁干擾屏蔽的視頻教程
芯片級電磁干擾解決方案——如何降低射頻芯片和高速SOC的電磁串擾風險
-12 20:00 電磁串擾（Electromagnetic Crosstalk）是指在芯片或電子系統設計當中，一個信號的傳輸因電磁耦合而對相鄰的信號產生影響，使得被干擾信號被注入了一定的耦合電壓和耦合電流，引發信號質量異常甚至電路誤觸發，導致芯片或系統無法正常工作的問題。
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expert talk-在應變測量時如何避免電磁干擾
很多客戶都會遇到電磁兼容性（EMC）問題——在測量工程師進行測量時，有時會得到一些噪聲。通常出現噪聲的原因如下：未正確安裝屏蔽線、電氣基礎設施差、未正確連接PE（保護地線）或質量要求高等。 本期我們將介紹應該在應變測量時如何避免電磁干擾。
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定向電磁干擾屏蔽的實例教程
結果表明，當電磁波從Ni@MF層射入時，Ni@MF/CNT/PBAT復合材料的電磁屏蔽性能優于CNT層為電磁波入射面時的電磁屏蔽性能，即Ni@MF/CNT/PBAT復合材料具有獨特的定向電磁屏蔽性能。
圖4. （a，b）純PBAT和不同鍍鎳時間的Ni@MF/CNT-75/PBAT復合材料的應力-應變曲線和相應的拉伸強度和韌性；（c-e）遙控玩具車系統中的實際定向電磁屏蔽應用測量：信號發射器分別面對（c）無屏蔽材料、（d）Ni@MF層和（e）CNT層。
為了直觀地說明階梯式非對稱結構的Ni@MF/CNT/PBAT復合材料的新型定向電磁屏蔽性能，使用由電機模塊、指示器模塊、發射器模塊和接收器模塊組成的遙控玩具車系統進行了實際應用測試(圖4c-e)。當信號發射器面對Ni@MF-5/CNT-75/PBAT的Ni@MF層時，即電磁波從Ni@MF層入射到復合材料中時，指示燈熄滅，電機停止運行(圖4d)。這是由于Ni@MF-5/CNT-75/PBAT能有效地阻擋從Ni@MF層入射的信號微波。然而，通過翻轉Ni@MF-5/CNT-75/PBAT后，即信號波從CNT層入射，指示燈再次亮起，電機再次運行（圖4e）。這一有趣的現象為設計可用于定向電磁屏蔽領域的階梯式非對稱屏蔽復合材料提供了一種新的策略。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1007/s40820-021-00743-y
展開 圖1.具有排列多孔結構的MXene/石墨烯基材料的電磁干擾屏蔽示意圖。
01
電磁干擾屏蔽機理
EMWs由振蕩電場和磁場組成，可以通過阻斷這兩個場中的任何一個來實現電磁干擾屏蔽。從靜電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽的角度觀察電磁干擾屏蔽，揭示了多種屏蔽機制。其中，最被廣泛接受的電磁干擾屏蔽機制是基于傳輸線理論和schelkuoff理論。如圖2所示，當EMWs從自由空間(空氣)過渡到EMI屏蔽表面時，空氣和EMI屏蔽材料之間的顯著阻抗不匹配導致大多數EMWs立即反射回自由空間。其余能夠穿透電磁干擾屏蔽的EMWs經歷衰減。最終，只有少數EMWs作為透射波成功地通過EMI屏蔽。
圖2.電磁干擾屏蔽原理圖。
電磁干擾屏蔽材料的屏蔽能力用電磁干擾系數來評價，電磁干擾系數描述了入射EMWs與發射EMWs的強度比。
H、E分別為磁場強度、電場強度，P為功率密度。i和t的角標分別代表入射EMWs和傳輸EMWs。
根據Schelkunoff的理論，電磁干擾屏蔽通過三種方式衰減電磁脈沖:反射損耗(SER)、吸收損耗(SEA)和宏觀多重反射損耗(SEM)。因此，如式(2)所示，總EMI SE可以是這三種損耗的累積結果。
SER源于電磁干擾屏蔽層與自由空間之間的阻抗失配，可以用式(3)來描述，其中σr為相對電導率，μr為相對磁導率，f為入射EMWs的頻率。
SER是由屏蔽材料內部發生的各種損耗引起的，包括磁損耗、介電損耗等。可以計算如下:
其中t為電磁干擾屏蔽層的厚度。
SEM是由EMWs在屏蔽材料的兩個界面(如圖2所示的界面1和界面2)之間的宏觀多次反射產生的。
展開 來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
電子和通信設備的需求不斷增長，器件開始面臨電磁微波(EMWs)污染和熱失控的新挑戰。為了解決這些問題，研究人員開發了各種材料來滿足熱管理和電磁干擾屏蔽應用的要求，從金屬到聚合物基復合材料。雖然金屬由于其高導熱性和電磁干擾屏蔽性能而被廣泛應用于各種商業領域，但其重量大、防腐性能差等缺陷阻礙了其廣泛應用。
在這種情況下，具有高導熱性和導電性的聚合物基復合材料脫穎而出，這種復合材料通常是通過復合導熱/電填料制成。常見的導熱填料包括石墨烯、碳納米管(CNTs)、碳納米纖維(CNFs)等，由于其低密度、低成本、優異的導電性和導熱性以及卓越的機械性能，也被廣泛用于提高聚合物的性能，為聚合物基復合材料在電磁干擾屏蔽和熱管理領域的應用提供了可行性。
此外，導熱填料的分散的均勻性可以使聚合物基復合材料形成有效的網狀結構，從而提高了聚合物基復合材料的導電和導熱性。但是，由于超聲分散容易使碳填料團聚，會損害填料固有的電學和熱學性能。因此，由CNTs和石墨烯組成的三維自支撐骨架可以在一定程度上避免了填料的自聚集，為電子和熱傳遞提供了豐富的高效途徑，成為一種極具潛力的分散方法。
02
成果掠影
近期，西北工業大學宋強教授團隊在開發具有導熱和電磁屏蔽性能材料取得新進展。該團隊提出了一種新設計策略來構建用于環氧樹脂改性的全碳氣凝膠復合材料。
展開 同時，電子元件產生的電磁（EM）波會干擾正常的電池行為和設備操作。因此，具有優異熱管理和EM屏蔽材料的超薄功能復合材料在可穿戴設備的優化方面具有廣闊的前景。熱管理和電磁屏蔽膜已被開發用于各種可穿戴應用。柔性織物的透氣性也是決定設備舒適性和可用性的關鍵因素，但金屬復合材料很難同時實現兩者兼而有之強度和透氣性。此外，可穿戴設備的輕薄特性往往會限制導電材料的熱管理能力。熱量積聚會導致薄膜失效，影響可穿戴織物的舒適性；增加電能也會影響材料的熱性能。熱傳導和分散通常伴隨著其他材料性能的波動，并且依賴于外部溫度，這使得可靠的散熱和熱利用受到很大限制。因此，柔性、透氣、增強的超薄金屬聚合物纖維膜用于有效的熱管理和高電磁干擾屏蔽仍然是一個挑戰，極大地限制了可穿戴設備的技術革命。
02
成果掠影
近期，英國曼徹斯特大學李加深教授在用于有效的熱管理和電磁屏蔽的材料方面取得相關進展。該團隊，通過在聚合物襯底上沉積銅顆粒，開發了超薄(15μm)、柔性和多孔的Cu/PLLA纖維膜。采用新穎的丙酮和熱處理工藝，在保持多孔纖維結構的同時，膜的強度顯著提高。其優異的透氣性和超高的導電性使復合材料具有快速的電加熱特性和良好的導熱性能，可有效地進行熱管理。同時，多孔聚合物襯底結構大大增強了導電物質的擴散，提高了膜的電磁干擾屏蔽效果(H波段為7797.98 dB cm
2/g, Ku波段為8072.73 dB cm
2/g)。該復合材料具有較高的柔韌性、透氣性和強度，并具有熱管理和電磁屏蔽功能，在未來的便攜式電子設備和可穿戴一體化服裝中具有很大的潛力。
展開 通過刮刀技術和冷凍干燥，Mg
2+
-MXene 氣凝膠具有定制的形狀/尺寸，具有高表面積 (140.5 m2 g
-1
)、優異的導電性 (758.4 S m
-1
) 和在水中的高穩定性.高導電性 MXene 氣凝膠展示了其從宏觀技術（例如，電磁干擾屏蔽和電容去離子（CDI））到片上電子（例如，準固態微型超級電容器（QMSC））的多種應用。作為 CDI 電極，
Mg
2+
-MXene 氣凝膠表現出高鹽吸附能力（33.3 mg g
-1
）和長期運行可靠性（超過 30 次循環）
，與文獻進行了極好的比較。此外，與其他最先進的 QMSCs 相比，具有交叉 Mg
2+
-MXene 氣凝膠電極的 QMSCs 表現出高面積電容 (409.3 mF cm
-2
)，具有優異的功率密度和能量密度。
相關論文以題為
Metal Ion-Induced Assembly of MXene Aerogels via Biomimetic Microtextures for Electromagnetic Interference Shielding, Capacitive Deionization, and Microsupercapacitors
發表在《
A
dvanced Energy Materials
》上。
【主圖導讀】
圖1
受
Phrynosomacornutum 啟發的 MXene 微紋理具有高水傳輸速度和卓越的儲水能力。
圖2
用于可擴展制造無粘合劑
MXene 氣凝膠的仿生 MXene 組裝平臺。
展開 
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托卡馬克強干擾環境下，聚變電源如何做好電磁兼容設計？
托卡馬克裝置運行過程中會產生強電磁輻射、脈沖干擾等復雜電磁環境，這些電磁干擾會嚴重影響聚變電源的控制信號、功率回路與測量精度，導致電源輸出波動、控制失靈，甚至引發系統故障，因此，電磁兼容設計成為聚變電源研發的核心技術之一，直接決定了電源在聚變場景中的適配性與可靠性。
國內企業針對托卡馬克裝置的強電磁干擾環境
質量流量計作為關鍵的流體控制設備，穩定性和可靠性直接關系到整個生產流程的效率與安全，然而在復雜的工業環境中，電磁干擾（EMI）無處不在——變頻器、大功率電機、無線通信設備甚至雷電都可能對電子儀器造成干擾，那么質量流量計是否具備足夠的電磁干擾抗干擾能力？作為全球領先的高精度質量流量計制造商，布瑯軻鍶特（Bronkhorst）在此為您深入解答。
質量流量計：https://www.bronkhorst-china.com
來源 | Advanced Functional Materials
01
背景介紹
隨著可變形、可穿戴電子設備的快速發展，由電磁波引起的電磁輻射和電磁干擾問題日益嚴重，對人類健康構成了嚴重威脅。傳統的電磁屏蔽材料在拉伸和彎曲變形下的機械穩定性較差，在大應變下電磁屏蔽性能急劇下降，因此有必要研制出具有可拉伸性的柔性可穿戴式電磁屏蔽材料。另一方面，可穿戴設備還應具有個人熱管理能力
(a)組裝的MXene/CNF雜交細胞壁示意圖和MXene/CNF混合分散體的單向凍結，(b) MXene、CNFs和非共價相互作用圖，(c)縱向面和(d)橫向面，CNF密度為4 mg/cm3, CNF密度為17 wt%的MXene/CNF混合氣凝膠的SEM圖像，(e)相應細胞壁/孔道的定向誘導電磁干擾屏蔽過程。
來源 | ACS Applied Nano Materials
01
背景介紹
隨著無線通信平臺和便攜式電子產品向高集成度、小型化、輕量化、高功率密度方向快速發展，全球電磁輻射污染日益嚴重。嚴重的電磁干擾(EMI)不僅會干擾電子設備的正常工作，而且會對人體健康和其他生物系統產生不利影響因此，人們致力于通過制造各種具有獨特結構特性的電磁干擾屏蔽材料來緩解電磁輻射問題
來源 | Advanced Materials Technology
01
背景介紹
隨著電子器件的廣泛使用和集成電路的精細化和小型化，電子器件功率密度的不斷提高，單位時間內產生的大量廢熱將積聚在電子器件內部。大多數高精度電子器件對溫度波動極為敏感，因此對穩定的工作溫度有很高的要求。此外電子設備在運行過程中不可避免地會產生高頻電磁波的危害
來源 | Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
01
背景介紹
由于5G在電子、能源、航空航天等行業的廣泛和智能化發展，對具有高功率密度和集成度的功能化高性能聚合物基復合材料的需求很大。例如，電子封裝和能源設備必須有效地散熱，以確保所需的安全系數和壽命
來源 | Chemical Engineering Journal
01
背景介紹
電子和通信設備的需求不斷增長，器件開始面臨電磁微波(EMWs)污染和熱失控的新挑戰。為了解決這些問題，研究人員開發了各種材料來滿足熱管理和電磁干擾屏蔽應用的要求，從金屬到聚合物基復合材料。雖然金屬由于其高導熱性和電磁干擾屏蔽性能而被廣泛應用于各種商業領域
來源 | Carbon
01
背景介紹
隨著電子器件向小型化、集成化、高頻化的快速發展，在有限的空間內不可避免地會產生嚴重的電磁干擾(EMI)和熱量積累。這會大大降低了電子元件的可靠性，如果不及時消散，甚至可能引發故障或火災。在這種情況下，采用具有優異的電磁屏蔽性能和熱管理性能的材料來解決上述問題是非常理想的方式之一。
含碳導熱填料由于其熱導率高
