CN112521743A - 工频电场探头电磁屏蔽层复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述工频电场探头电磁屏蔽层复合材料的聚酯纤维结构由聚醚酮树脂基体和镀镍碳纤维粉末采用湿法浸渍复合而成，镀镍碳纤维粉末均匀分散于聚醚酮树脂基体内。本发明通过导电纤维粉末复合树脂基体形成的交错微结构提高导电性和折反射率，采用塑料壳内六面均匀涂覆形成封闭的包裹可提高对各类高频电磁场的屏蔽效率，降低内部静电场和外界高频电场的干扰，提高工频电场测量准确性和环评可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及屏蔽复合材料技术领域，具体地指一种工频电场探头电磁屏蔽层复合材料。
背景技术
变电站工频电场测量设备主要为各类电子元器件的综合集成体，出于降低成本和便于大规模工业化生产的考虑，这些电子产品的壳体材料大都是采用工程塑料制成，而塑料本身无导电性，对电磁骚扰丧失了屏蔽能力。一方面，电磁波辐射对周围的电子电气设备造成干扰，产生错误动作；另一方面，其本身对周围的电磁干扰又十分敏感，从而造成信息泄漏等严重的社会问题。
传统的电场屏蔽多采用金属板接地方式，或使塑料表面金属化来反射电磁波，在变电站等设备分布众多的复杂环境下受电晕干扰较大，屏蔽效率无法满足使用要求，严重影响电场测量准确性，导致变电站环评可靠性评价受到质疑。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，本发明通过导电纤维粉末复合树脂基体形成的交错微结构提高导电性和折反射率，采用塑料壳内六面均匀涂覆形成封闭的包裹可提高对各类高频电磁场的屏蔽效率，降低内部静电场和外界高频电场的干扰，提高工频电场测量准确性和环评可靠性。
为实现此目的，本发明所设计的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述工频电场探头电磁屏蔽层复合材料的聚酯纤维结构由聚醚酮树脂基体和镀镍碳纤维粉末采用湿法浸渍复合而成，镀镍碳纤维粉末均匀分散于聚醚酮树脂基体内。
本发明的有益效果：
本发明的复合纤维涂层重量轻，喷涂后不改变探头的重量和工频电磁场测量精度，纵横垂直交错的结构可有效吸收电磁波的能量，在30～1000MHz频率范围内，其屏蔽效率可达到35dB以上。塑料外壳内六面涂覆后形成的封闭包裹可有效消除内部元器件产生的静电场作用对测量的影响，测量精度有效提高。纤维材料具有刚性好、冲击强度高、抗氧化稳定性强、力学性能好的特点，具有对不同频率电磁波长期保持屏蔽的功能。
本发明可用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽，适用于要求苛刻的高精度、高敏感度产品。
附图说明
图1为复合屏蔽材料双层结构图；
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
本发明说设计的一种工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，它的聚酯纤维结构由聚醚酮树脂基体和镀镍碳纤维粉末采用湿法浸渍复合而成，镀镍碳纤维粉末均匀分散于聚醚酮树脂基体内，形成稳定的体系结构。
上述技术方案中，所述镀镍碳纤维粉末与聚醚酮树脂基体质量填充比为15～30％，提高了树脂的柔韧性、耐热性和力学性能。
上述技术方案中，所述聚酯纤维结构采用微振动切割填充法一次压塑加工成型，制备出表面平整、光滑，纤维含量和尺寸可控的材料。
上述技术方案中，所述聚酯纤维结构中的纤维横向与纵向为90°多层众横交错排列，使得树脂非极性增加，降低了的吸水性，耐湿热性能得到很大提高。
上述技术方案中，所述聚醚酮树脂基体由二羟基芴酮与双酚A通过缩聚和共聚反应而成。
上述技术方案中，聚酯纤维结构中纤维长径比为159，解决了树脂塑化熔融不佳、表面褶皱等问题。
上述技术方案中，所述工频电场探头电磁屏蔽层复合材料用于均匀涂覆于工频电场塑料防水外壳内部。
上述技术方案中，工频电场塑料外壳内部的六面均采用两层喷涂法，先喷涂一层工频电场探头电磁屏蔽层复合材料于塑料表面，干燥固化后再喷涂另一层工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，干燥后各面屏蔽涂层喷涂厚度均为1mm，提高涂料的附着力和使用寿命。
参见附图1，当电磁波辐射在屏蔽材料上时，材料中均匀分布的防辐射纤维成为导电介质，可以将部分电磁波反射回去，减少了电磁波的透过量，电磁屏蔽效果为电磁波的反射损耗、电磁波的吸收损耗与电磁波在屏蔽材料内部多次反射过程中的损耗三者之和，整体电磁屏蔽效果以反射损耗为主。
本发明所述的聚醚酮基镀镍碳纤维复合材料，其中导电纤维粉末与树脂进行高填充复合，纤维粉末填充质量比例为15％，生产工艺采用微振动切割填充法一次压塑加工成型。聚酯纤维为90度交错排列的微结构，涂层在两层均匀喷涂后，可使复合纤维基体网格结构更加致密。工频电场探头屏蔽设计时，使用长径比为159的复合纤维，在工频电场探头塑料外壳6个面均匀涂覆后，经过两层折反射衰减后，在30～1000MHz频率范围内，其屏蔽效率可达到35dB以上，基本覆盖了内部静电场和外部高频电磁波频率范围。本发明材料具有刚性好、冲击强度高、抗氧化稳定性强、力学性能好的特点，具有对不同频率电磁波长期保持屏蔽的功能。
实验表明，本发明的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料在频率为100、500、1000MHz时，屏蔽效果分别为67dB、48dB、37dB，可有效屏蔽内部静电场和外界高频电场干扰作用。在30～1000MHz频率范围内，其屏蔽效率可达到35dB以上。本发明所述复合材料具有刚性好、冲击强度高、抗氧化稳定性强、力学性能好的特点，具有对不同频率电磁波长期保持屏蔽的功能。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述工频电场探头电磁屏蔽层复合材料的聚酯纤维结构由聚醚酮树脂基体和镀镍碳纤维粉末采用湿法浸渍复合而成，镀镍碳纤维粉末均匀分散于聚醚酮树脂基体内。
2.根据权利要求1所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述镀镍碳纤维粉末与聚醚酮树脂基体质量填充比为15～30％。
3.根据权利要求1所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述聚酯纤维结构采用微振动切割填充法一次压塑加工成型。
4.根据权利要求1所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述聚酯纤维结构中的纤维横向与纵向为90°多层众横交错排列。
5.根据权利要求1所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述聚醚酮树脂基体由二羟基芴酮与双酚A通过缩聚和共聚反应而成。
6.根据权利要求1所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：聚酯纤维结构中纤维长径比为159。
7.根据权利要求1所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：所述工频电场探头电磁屏蔽层复合材料用于均匀涂覆于工频电场塑料防水外壳内部。
8.根据权利要求7所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：工频电场塑料外壳内部的六面均采用两层喷涂法，先喷涂一层工频电场探头电磁屏蔽层复合材料于塑料表面，干燥固化后再喷涂另一层工频电场探头电磁屏蔽层复合材料。
9.根据权利要求8所述的工频电场探头电磁屏蔽层复合材料，其特征在于：干燥后各面屏蔽涂层喷涂厚度均为1mm。
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