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超轻型电磁防护结构功能一体化材料

技术简介

       民用电子设备所处的电磁环境效应主要以静电、雷电和弱电磁干扰为主,频率范围一般在10kHz~18GHz之间,其中以雷电带来的危害最大。雷电对民用电子设备的影响巨大,尤其是雷电产生的次生灾害——间接雷击脉冲。在雷击闪点方圆数十公里范围内,各类民用电子设备均会受到间接雷击脉冲不同程度的影响,敏感电子设备如医疗设备、高压电网中的断电控制设备等均有可能被间接雷击脉冲产生的过电压、过电流等影响而出现死机、损坏等现象,严重影响了广大市民的正常生产与生活。传统的金属材料属资源消耗型材料,虽然具备良好的抗电磁干扰、抗间接雷击脉冲能力,但也存在密度大、耐腐蚀性差、能源消耗大等缺点。

       超轻型电磁防护结构功能一体化材料是一种针对军民两用装备制造业去金属化、轻质化、高强度化发展的特种需求,利用先进复合材料制备技术研制生产的新型复合功能材料,性能优异、环境友好、品种多样、附加值高,用途广泛并能替代金属壳体、普通复合结构材料,可实现性能材料向结构功能一体化综合电磁防护材料的转变。




技术指标

       典型产品一:超轻型抗间接雷击脉冲复合材料

       产品针对民用电子设备抗间接雷击脉冲的需求而设计。

       ●材料密度:≤1.8g/cm3

       ●电磁脉冲屏蔽效能≥40dB(辐射源:间接雷击电磁脉冲:上升时间1.2μs,半脉宽50μs,场强70kV/m


 典型产品二:超轻型抗电磁干扰复合材料

 产品针对恶劣环境下民用电子设备的电磁防护要求,在轻质的同时保证防尘、防潮、盐雾、温冲等指标,满足在高原、风沙、雨雪、高低温等恶劣环境下正常使用的要求。

●密度:≤ 1.8g/cm3

●拉伸强度:≥ 500MPa

●无缺口冲击强度:≥40KJ/m2

●层间剪切强度:≥90MPa

●屏蔽效能≥40dB(150KHz~18GHz)


技术特点

       由于纤维增强树脂基电磁防护复合材料与传统复合材料相比有自己独特的材料结构和性能要求,其成型方法、结构、性能的变化也呈现出独特的规律性。如强度性能,由于增强体纤维表面的金属化处理,使其与树脂基体的界面结合机理完全改变,必须经过专门的表面处理,才能保证其结合力能够满足材料使用性能要求。短切纤维或功能性微粒填料的添加使得基体在除泡、分散上增加了困难,同时在材料性能方面呈现补强和结构损伤两种不同的趋势,所以也需要研究其影响规律和专用工艺方法,提高材料成型技术水平。

       我所根据上述树脂基电磁防护结构材料的特殊性进行专门的针对性研究,多项关键技术处于国内领先水平。研制的镀镍纤维增强电磁防护复合材料在950MHz时屏蔽效能达到50dB、拉伸强度≥ 550MPa、耐候性达到军用标准,满足民用电子装备对材料抗间接雷击脉冲防护、力学性能及耐候性的要求。


预期效益

      本项目可从根本上满足制造装备业中对原材料轻质化的需求,彻底解决目前装备用金属材料密度大、能源消耗大等基础原材料问题,解决各行业及家用各类电子产品、设备抗间接雷击脉冲及电磁干扰等问题。作为常用金属类材料的替代材料,电磁防护磁防护结构功能一体化材料所能够带来的效益增长是不可估量的,是未来军民装备制造领域中具有显著技术优势和广阔应用前景的新型电磁防护结构功能一体化材料。