电磁屏蔽玻璃
电磁屏蔽与电磁屏蔽玻璃
现代 电子技 术 的高速 发展 , 得包括 计 算机 在 内 使 的 电子 、 电气设 备 的种类 及数 量剧 增 , 互 间 功 能 日 相
益加 强 , 工作 频段 范 围不 断 扩 展 , 段 的波 形 趋 于 多 频
样化 。 些 因素造 成 电磁信 息 泄露 和 电磁 干扰 的数量 这 及程度 大大 增加 , 直接 危胁 着 电子设 备 及系 统 的正 常
运行 和保 密 。 国际上 较为先 进 的技 术 和设 备可 以接 收
范 围的 电磁波 整体 衰减 到 6 d 0 B以上 。
2 电磁屏 蔽的 技术 原理
21 静 电屏 蔽 .
几十公 里外 发射 出的 电磁波 , 行放 大 和还原 。在军 进 事方 面 , 利用 这一 技术 可 以准确 地对 信 号源 定位 或接 受密码 信息 。早在 16 9 7年 , 国科学 家 D . l 首次 美 r l Wis 提 出计 算机 系统 的脆弱性 , 当时 人们 并未 意识 到 计算 机所处 理 的数 据 信息存 在 潜在威 胁 ,直 到 1 8 9 5年荷 兰学 者 wi a c m v nE k才 把 电磁 辐 射 可 能 造 成 泄密 的 可怕后 果从 幕后 提到前 台 , 使众 多 的研究 人 员不 得不 开始认 真对 待这个 问题 。 国军方 早就 对有 关计 算机 美
为降低 交 变 电场 对 敏感 电路 的耦 合 干扰 电压 , 可
以在 于 扰 源 和敏 感 电路 之 间设 置 导 电性 好 的金 属 屏 蔽体 , 并将 金属 屏蔽 体接 地 。交 变 电场对 敏感 电路 的
飞船 、 控计算 机控 制系 统等 。 火 因此 , 入研 究 电磁屏 深
屏蔽玻璃标准
屏蔽玻璃标准
屏蔽玻璃是在导电膜反射电磁波的性能上再加上电解质膜的干扰效应的透光屏蔽器件。
其防电磁辐射,抗电磁干扰,且光学性能好。
屏蔽玻璃按屏蔽性能分为高、低两档。
低档屏蔽玻璃在30MHz~1GHz频率段,屏蔽性能在60dB以上,主要用于屏蔽室窗口。
高档屏蔽玻璃在30MHz~1GHz频率段,屏蔽性能在80dB以上,主要用于各种电子设备、精密仪器的窗口。
此外,电磁屏蔽玻璃还具有以下特点:
1.可见光透过率30%~80%。
2.力学性能方面,具有抗振动性,可在10~17HZ,0.1mm条件下使用。
3.厚度一般在0.5~24mm之间,常见规格厚度有0.5mm+0.5mm、1mm+1mm、
2mm+2mm等,根据需要还可以定制最小尺寸为15mm*15mm的产品。
什么是电磁屏蔽门、电磁屏蔽窗、电磁屏蔽布、电磁屏蔽玻璃、电磁屏蔽薄膜、电磁屏蔽信号滤波器?
电磁屏蔽(electromagneticshield)是指利用导电材料或铁磁材料制成的部件对大容量汽轮发电机定子铁心端部进行屏蔽,以降低由定子绕组端部漏磁在结构件中引起的附加损耗与局部发热的措施。
在通信方面屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。
具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。
1两种。
材质性能:门体外部材质:彩钢板、不锈钢板、镀锌板等;屏蔽性能:150kHz~1GHz;≥80dB。
门体内部材质:镀锌板、紫铜和导电棉等。
21234、应急装置:当屏蔽室突然断电或机械传动出现故障时室内的工作人员可以手动将屏蔽门打开。
3什么是电磁屏蔽窗?电磁屏蔽窗就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。
具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。
4试验、56纤7电磁屏蔽窗帘功能:1、防电磁辐射伤害:有效屏蔽高压线、变电站、电视和广播的发射塔、手机基站和雷达等对周围环境产生的电磁辐射,为人类提供安全、健康的居住、工作环境。
2、防红外线成像:具有显着的防远红外线窃视、热成像功能,有效地防止家居生活情景、保密工作等被窃视、偷拍成像。
3、防信息泄漏:有效屏蔽抑制通过窗口的电磁信号,以防止信息泄漏和盗窃。
4、遮阳功能:具有防紫外线照射、隔热、保暖、环保节能等多重功能。
89电站等周围),产品都会10或11出现这种现象是因为信号电缆本身就是一条效率很高的辐射和接收天线,它造成的危害如下:1、造成很强的超标辐射:机箱内的电磁能量在电缆上感应出共模电压和电流,共模电流在电缆上流动,产生了共模辐射。
抗电磁干扰的玻璃——电磁屏蔽玻璃
抗电磁干扰的玻璃——电磁屏蔽玻璃摘要电磁屏蔽玻璃是经过特殊工艺处理,在玻璃表面涂覆导电涂层或在玻璃中夹入特殊介质而实现对电磁波的阻挡和衰减,达到阻挡电磁波透过、防止电磁辐射、保护信息不泄露以及抗电磁干扰的屏蔽玻璃器件。
屏蔽玻璃必须对所观察的各种图形(包括动态色彩图像)不产生失真,具有高保真、高清晰的特点。
关键字抗电磁干扰玻璃电磁屏蔽原理引言由于各种电子、电气设备的使用,造成了大量电磁信息的泄露,国际上比较先进的技术和设备可以接受几十公里外的电磁信息,并进行还原放大,造成了数据信息的保密性差,并且可能造成泄密的可怕结果,因此深入研究电磁屏蔽技术和电磁屏蔽材料,引起人民的高度关注。
一、电磁屏蔽玻璃的分类目前主要有以下四种形式屏蔽材料:1高分子导电涂料;2表面覆层型屏蔽材料;3纤维类复合材料;4发泡金属类。
电磁屏蔽玻璃根据生产方法的不同,分别属于表面覆层型屏蔽材料和纤维类复合材料。
(1)表面覆层型电磁屏蔽玻璃一般通过化学镀、电镀、真空镀、喷涂等方法,在玻璃表面涂镀一层导电膜从而达到屏蔽的效果,属于反射衰减为主的屏蔽材料。
膜层材料主要是金属薄膜如金、银、铜等或导电金属化合物如ITO、掺F的SnO₂、ZnO等。
化学镀和电镀法主要是将金属Ni或Cu等镀覆到材料的表面,屏蔽效果可达60~120dB,缺点是污染严重。
喷涂法是用电弧、火焰喷涂等方式在材料表面制备锌、铝、铜等金属层,厚度约为70um,屏蔽效果可达70dB,缺点是金属层和基体之间结合不牢,易脱落。
真空镀层是采用PVD技术使金属汽化,然后在基材表面形成金属或金属氧化物镀层。
目前真空镀AI在30~1000MHz时,屏蔽效果可达50~70Db。
(2)纤维类复合型电磁屏蔽玻璃复合导电纤维是利用化学镀、真空镀、聚合或电浆等方式。
使金属附着在纤维表面上形成金属化纤维,或在纤维内部掺入金属微粒物质,再经过熔化抽成导电性或导磁性纤维。
金属化织物是利用金属纤维与纺织纤维相互包覆,或在一般纺织表面上镀覆金属物质以制造金属化合物,具有金属光泽、导电、电磁屏蔽等功能,同时又保持纺织品原有的柔软性、耐弯性、耐折叠等特性,属于反射衰减或反射与吸收衰减相结合的材料。
2024年屏蔽电磁波玻璃市场发展现状
屏蔽电磁波玻璃市场发展现状引言随着科技的快速发展,电子设备的普及和使用不断增加。
然而,这些设备会产生不可避免的电磁辐射,对人们的健康产生潜在影响。
屏蔽电磁波玻璃作为一种新型的材料,被广泛应用于建筑行业中,以减少电磁波的传播和对人体的影响。
本文将对屏蔽电磁波玻璃市场的发展现状进行分析和讨论。
屏蔽电磁波玻璃的概念和应用屏蔽电磁波玻璃是一种通过添加特殊材料层,在材料表面形成屏蔽层,有效减少电磁波的穿透和辐射的玻璃产品。
这种玻璃不仅具有传统玻璃的基本功能和特点,还能最大程度地减少电磁波对人体的影响。
因此,屏蔽电磁波玻璃被广泛应用于医疗、建筑、通信等领域。
屏蔽电磁波玻璃市场的发展态势市场规模的扩大随着大规模建筑项目的不断增加,对电磁辐射防护的需求逐渐增加。
屏蔽电磁波玻璃作为一种高效的电磁波防护材料,其市场需求也在不断扩大。
根据市场研究机构的数据显示,屏蔽电磁波玻璃市场的年复合增长率达到了约10%。
技术的不断创新随着技术的不断创新,屏蔽电磁波玻璃的性能得到了进一步的提升。
目前,有一些公司已经开发出了具有更高屏蔽效果和更广泛应用领域的屏蔽电磁波玻璃产品。
这些产品不仅能够抵挡常见的电磁波辐射,还可以有效屏蔽高频电磁波的穿透。
市场竞争的加剧随着屏蔽电磁波玻璃市场的发展,市场竞争也日益激烈。
越来越多的企业投入到屏蔽电磁波玻璃的研发和生产中,导致市场上的产品种类越来越丰富。
竞争的加剧使得企业需要不断提高产品质量和技术创新能力,以获得竞争优势。
国际市场的开拓随着屏蔽电磁波玻璃市场的发展,中国企业开始将目光投向国际市场。
一些中国企业已经开始向海外市场出口屏蔽电磁波玻璃产品,并获得了一定的市场份额。
国际市场的开拓对于提升中国企业在屏蔽电磁波玻璃市场中的竞争力具有重要意义。
发展面临的挑战和机遇技术难题目前,屏蔽电磁波玻璃的研发还存在一些技术难题,如屏蔽效果的提高、对不同频率电磁波的屏蔽能力以及产品持久性等。
克服这些技术难题将是行业发展的关键。
亚克力电磁屏蔽玻璃
亚克力有机屏蔽玻璃以其高抗振动、耐划伤等优越性能迅速得到广泛应用。结构:
亚克力有机屏蔽玻璃视窗是由两片(或多片)亚克力有机板、树脂及经特殊处理的屏蔽网在高温高压下合成。其中屏蔽丝网采用进口合金丝网,通过特殊工艺处理,对电磁干扰产生衰减,并具有高保真、高清晰不失真等特点。亚克力有机屏蔽玻璃视窗适用于有电磁兼容要求的所有窗口,具有防电磁干扰、防信息泄漏以及优越的抗振动和抗冲击性能,并具备良好的抗振动耐划伤特性。
30MHZ-2GHZ频段
丝网参数
屏蔽效能(db)
透光率(%)
产品应用
250目屏蔽网
75
45
主要用于CRT/LCD显示器、仪器、仪表窗口等。
200目屏蔽网
70
50
主要用于普通标准屏蔽室窗口等。
160目屏蔽网
65
60
主要用于屏蔽车窗、高标准屏蔽室窗等。
100目屏蔽网
55
70
主要用于液晶显示器、仪器、仪表窗口等。
亚克力有机屏蔽视窗按结构可分为:
普通亚克力有机屏蔽视窗、普通阶梯结构亚克力有机屏蔽视窗、导电边阶梯结构亚克力有机屏蔽视窗、曲面亚克力有机屏蔽视窗、加热亚克力有机屏蔽视窗、异型亚克力有机屏蔽视窗以及其他功能结构的亚克力有机屏蔽视窗。均可以在制作工艺支持下组合为多种结构类型的亚克力有机屏蔽视窗产品。
性能:
亚克力有机屏蔽玻璃视窗的机械性能:
表面硬度
4H-5H
热变形温度
大于100℃(1.8MPa)
拉伸强度
85Mpa光折射率20 NhomakorabeaV/mm
伸长率
2.2-4.5%(温变伸长率范围80℃-120℃)
表面硬化
表面硬化处理,耐划伤及光候腐蚀
超薄金属基电磁屏蔽玻璃研究进展
第43卷第4期2024年4月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.43㊀No.4April,2024超薄金属基电磁屏蔽玻璃研究进展侯焕然1,石晓飞1,金扬利1,王衍行1,李媛媛2,祖成奎1(1.中国建筑材料科学研究总院有限公司,北京㊀100024;2.铁岭师范高等专科学校,铁岭㊀112608)摘要:电磁屏蔽玻璃是国防㊁民生等领域的重要应用材料,但是电磁性能和光学性能往往难以兼顾提升㊂超薄金属基透明电磁屏蔽薄膜是电磁屏蔽玻璃领域常用的功能性材料㊂本文对超薄金属基电磁屏蔽玻璃的屏蔽设计原理进行了详细阐述,重点综述了降低超薄金属薄膜阈值厚度的方法,回顾了近年来不同结构的超薄金属基电磁屏蔽玻璃的光学及电磁屏蔽性能,并对电磁屏蔽玻璃的未来发展趋势进行了讨论㊂关键词:电磁屏蔽玻璃;超薄金属薄膜;电磁防护;电磁屏蔽效能;透明电磁屏蔽;磁控溅射中图分类号:TQ171㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2024)04-1197-14Research Progress of Ultra-Thin Metal Based Electromagnetic Shielding GlassHOU Huanran 1,SHI Xiaofei 1,JIN Yangli 1,WANG Yanhang 1,LI Yuanyuan 2,ZU Chengkui 1(1.China Building Materials Academy Co.,Ltd.,Beijing 100024,China;2.Tieling Normal College,Tieling 112608,China)Abstract :Electromagnetic shielding glass is an important application material in the fields of national defense and people s livelihood.However,it is difficult to synchronously improve the electromagnetic and optical properties of the electromagnetic shielding glass.Ultra-thin metal based transparent electromagnetic shielding film is a common functional material in the field of electromagnetic shielding glass.In this paper,the shielding design principle of ultra-thin metal based transparent electromagnetic shielding glass is described in detail.The methods of reducing the threshold thickness of ultra-thin metal film are reviewed.The optical and electromagnetic shielding properties of ultra-thin metal based electromagnetic shielding glass with different structures in recent years are reviewed.The future development trend of electromagnetic shielding glass is discussed.Key words :electromagnetic shielding glass;ultra-thin metal film;electromagnetic protection;electromagnetic shielding effectiveness;transparent electromagnetic shielding;magnetron sputtering 收稿日期:2023-12-18;修订日期:2024-02-05作者简介:侯焕然(1999 ),男,硕士研究生㊂主要从事电磁屏蔽玻璃的研究㊂E-mail:houhuanran8866@通信作者:祖成奎,教授级高级工程师㊂E-mail:zuchengkui@ 0㊀引㊀言随着科技的进步与时代的发展,电磁波已经成为信息化时代最重要的媒介,电磁波在无线电通信㊁雷达探测㊁红外制导等诸多领域的应用为人们的生活带来了很多便利,也使现代和未来战场环境变得越来越复杂[1]㊂与此同时,电磁干扰(electromagnetic interference,EMI)带来的危害也亟需要解决,因此实现电磁屏蔽尤为重要㊂电磁屏蔽(electromagnetic shielding,EMS)材料是实现电磁屏蔽的重要功能材料,可阻断电磁波传输,降低外部电磁场对内部电子设备的干扰,或防止内部电磁泄露[2]㊂传统的电磁屏蔽材料往往厚重且不透明,这限制了它们在有透明需求电磁屏蔽领域的应用[3]㊂透明电磁屏蔽材料兼顾光学透明和电磁屏蔽功能,近年来得到了广泛关注和研究㊂常用的透明电磁屏蔽材料有透明氧化物薄膜[4-5]㊁超薄金属薄膜㊁金属网栅[6-8]㊁金属纳米线[9-11]㊁有机聚合物[12-14]㊁碳纳米管和石墨烯等㊂电磁屏蔽玻璃是特种玻璃的重要分支,由于玻璃的电磁通透性,传统的浮法玻璃(如钠钙玻璃等)㊁光学玻璃(如K9等)材料不具备电磁屏蔽特性,必1198㊀ 玻璃材料与玻璃技术 专题(II)硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷须通过在玻璃表面制备透明电磁屏蔽功能层以实现玻璃的电磁屏蔽功能㊂电磁屏蔽玻璃的光学性能,可依据光学薄膜干涉理论进行计算和设计,在玻璃基材确定的情况下,透明电磁屏蔽功能层光学性能的优劣决定了电磁屏蔽玻璃光学性能的高低;而电磁屏蔽效能同样取决于透明电磁屏蔽功能层㊂电磁屏蔽玻璃被广泛应用于需要电磁隔离或电磁防护的环境中,如实验室㊁医疗设施㊁军事装备和某些高端电子设备;此外,电磁屏蔽玻璃也可应用于抗电磁干扰的场景,如保密建筑物窗口㊁导弹精确制导等㊂目前,氧化铟锡(indium tinoxide,ITO)薄膜是电磁屏蔽玻璃表面最常用的透明电磁屏蔽材料,但ITO薄膜存在生产成本高㊁易脆性断裂㊁耐久性差等问题[15],因此亟需研究ITO薄膜的功能替代材料㊂在目前的研究中,以石墨烯㊁碳纳米管为代表的新型透明电磁屏蔽材料在大尺寸玻璃表面均匀制备的工艺仍在探索;高性能金属网栅的图案设计复杂且制备成本昂贵;高品质因数的金属纳米线制备困难,且金属纳米线薄膜的雾度较大㊂金属材料包含大量可自由移动的电子,可以与入射的电磁波发生相互作用,实现对电磁波的高反射,是良好的电磁屏蔽材料㊂20世纪70年代,研究人员发现,当金(Au)㊁银(Ag)㊁铜(Cu)等贵金属薄膜厚度小于20nm时,对光的吸收和反射会同步降低,此时的超薄金属薄膜具有较好的光学透过性[16]㊂超薄金属基透明电磁屏蔽材料综合了透明氧化物薄膜的高光学透过率和超薄金属薄膜的高电导率,可同时实现高光学透明和强电磁屏蔽[17],被认为是最有望替代ITO薄膜的透明电磁屏蔽材料㊂然而,受制于超薄金属的生长模式,超薄金属薄膜的厚度和连续性相互制约,这限制了其导电性和光学透过率的同步提升[18]㊂研究更先进的薄膜制备工艺,有效调控薄膜生长模式,降低金属形成连续薄膜的阈值厚度和薄膜表面粗糙度,在玻璃表面制备更薄㊁光电性能更优异的超薄金属薄膜是电磁屏蔽玻璃领域需要研究的重要科学问题㊂本文综述了超薄金属基电磁屏蔽玻璃的发展现状,回顾总结了电磁屏蔽玻璃的电磁屏蔽设计原理和制备方法,重点综述了降低超薄金属薄膜阈值厚度方法的最新研究进展,对比了近年来超薄金属基电磁屏蔽玻璃的性能,讨论了目前的发展困境及未来发展趋势,旨在为未来电磁屏蔽玻璃的设计与应用提供理论与实践参考㊂1㊀电磁屏蔽玻璃设计原理电磁屏蔽玻璃的主要设计和制备思路是在钠钙玻璃㊁K9光学玻璃等表面制备透明电磁屏蔽材料功能层㊂电磁屏蔽材料的屏蔽原理包括反射损耗机制㊁吸收损耗机制和多重反射损耗机制[19],电磁屏蔽原理示意图如图1所示㊂反射损耗机制是利用空气和电磁屏蔽材料之间的阻抗不匹配造成电磁波反射,实现屏蔽功能;吸收损耗机制是将进入电磁屏蔽材料的电磁波部分或全部转化为其他能量(如热能等);多重反射损耗机制是一种辅助损耗机制,通过使电磁波在电磁屏蔽材料内部多次反射,延长传播路径长度,从而增加电磁波吸收㊁反射机会[20]㊂图1㊀电磁屏蔽原理示意图(反射损耗机制㊁吸收损耗机制和多重反射损耗机制)Fig.1㊀Schematic diagram of electromagnetic shielding principle(reflection mechanism,absorption mechanism and multi-layer reflection mechanism)屏蔽效能(shielding effectiveness,SE)是衡量电磁屏蔽材料性能优劣的重要参数,常用的计算屏蔽效能的方法为Schelkunoff公式[21](见式(1)~(4)),该公式利用了传输线模型,适用于导体平板型屏蔽材料㊂SE=SE A+SE R+SE M(1)式中:SE A为屏蔽材料的吸收损耗,dB;SE R为屏蔽材料的反射损耗,dB;SE M为屏蔽材料的多次反射损第4期侯焕然等:超薄金属基电磁屏蔽玻璃研究进展1199㊀耗,dB㊂SE A =131.43t fμr σr (2)SE R =168.2+10lg σr fμr ()(平面波)20lg 5.35r fσr μr +0.354+1.17ˑ10-2r σr fμr ()(磁场)3.217+10lg σr f 3r 3μr ()(磁场)ìîíïïïïïïïï(3)SE M =10lg[1-2ˑ10-0.1SE A cos(0.23SE A )+10-0.2SE A ](4)式中:f 为电磁波频率,Hz;t 为屏蔽材料的厚度,m;r 为场源至屏蔽材料的距离,m;μr 为屏蔽材料的相对磁导率;σr 为屏蔽材料相对于铜的电导率㊂根据屏蔽原理不同,电磁屏蔽材料可分为反射损耗型电磁屏蔽材料和吸收损耗型电磁屏蔽材料㊂吸收损耗型电磁屏蔽材料的屏蔽性能依赖屏蔽层的厚度,这导致该类型屏蔽材料一般不具备光学透明性能,不适用于透明电磁屏蔽应用场景[22]㊂反射损耗型电磁屏蔽材料一般具有高电导率,同时可设计为光学透明,在透明电磁屏蔽领域已有重要应用㊂超薄金属基透明电磁屏蔽材料是应用最广泛的反射损耗型电磁屏蔽材料,最常用的设计结构为电介质层/金属层/电介质层(dielectric /metal /dielectric,D /M /D)㊂超薄金属层具有高电导率,对电磁波具有良好的反射能力,通过反射损耗机制实现电磁屏蔽㊂电介质层材料一般选用ITO㊁氧化锌铝(zinc aluminum oxide,AZO)等氧化物薄膜,一方面,氧化物薄膜在可见光波段有较高的折射率和低消光系数[23];另一方面,底层氧化物薄膜的引入可以改善超薄金属生长连续性的问题,并缓解超薄金属层与基底附着力差的问题[24],外层的氧化物薄膜则对超薄金属层起保护作用,可有效提升薄膜整体的耐久性能㊂2㊀超薄金属基电磁屏蔽玻璃制备方法金属薄膜的生长遵循Volmer-Weber 模式,在生长初期以三维岛状生长模式为主,这导致超薄金属薄膜厚度与微观生长连续性之间相互制约,限制了其导电性和光学透过率的同步提升[25]㊂如何降低金属形成连续薄膜的厚度阈值,降低表面粗糙度,进一步提升超薄金属薄膜光电性能,成为亟待解决的科学问题[26]㊂在探索降低超薄金属连续成膜厚度阈值问题上,研究者首先提出了在基材与金属薄膜之间插入过渡层的方法,以此来调控金属薄膜与基底界面能,改善超薄金属生长过程,其中最常用的有金属过渡层和金属氧化物过渡层等[27-28]㊂Ghosh 等[29]研究了二氧化钛(titanium dioxide,TiO 2)过渡层的引入对超薄Ag 膜生长形貌及薄膜光电性能的影响㊂在玻璃表面直接制备的8nm 超薄Ag 膜呈不连续岛状生长形貌,表面均方根(root mean square,RMS)粗糙度为6.6nm,而在玻璃表面引入TiO 2过渡层后,超薄Ag 膜(8nm)的连续性得到明显改善,RMS 粗糙度仅为2.2nm,过渡层引入前后制备的Ag 膜样品表面的原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)结果如图2(a)和(b)所示㊂图3(a)和(b)分别对比了具有和不具有TiO 2过渡层的Ag 薄膜的透过率和电阻率,可以看出TiO 2过渡层的引入改善了超薄Ag 膜的生长连续性,提升了薄膜光电性能㊂Zou 等[30]基于表面自由能(surface free energy,SFE)匹配原理,选用氧化锌(zinc oxide,ZnO)作为超薄Ag 膜生长过渡层,并通过11-巯基十一烷酸(MUA)自组装单分子层(self-assembled monolayer,SAM)改性,实现了连续超薄Ag 膜的制备㊂结果表明:ZnO 过渡层的引入使超薄Ag 膜的RMS 粗糙度由6.07nm(玻璃表面直接镀制)降低至2.68nm,并且薄膜显示出电连续性,表面方阻为13.59Ω/sq;通过MUA-SAM 改性后超薄Ag 膜RMS 粗糙度进一步降低至0.95nm,表面电阻降低至8.61Ω/sq,Ag 膜表面的AFM 测试结果如图4(a)~(c)所示,MUA-SAM 改性ZnO 表面制备的超薄Ag 膜的结构示意图如图5所示㊂图6为不同膜系的透射率光谱测试对比结果,可以看出,在保证薄膜具有低表面方阻的同时,MUA-SAM 改性ZnO 过渡层的引入提升了Ag 薄膜的可见光透过率,基于此方法制备的ZnO /MUA /Ag /MUA /ZnO 样品整体光电性能高于1200㊀ 玻璃材料与玻璃技术 专题(II)硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷市面上的ITO薄膜产品,有望成为透明电磁屏蔽领域的替代产品㊂图2㊀Ag(8nm)和TiO2(30nm)/Ag(8nm)的AFM测试结果[29]Fig.2㊀AFM results of Ag(8nm)and TiO2㊀(30nm)/Ag(8nm)[29]图3㊀(a)TiO2过渡层引入前后薄膜的可见光透过率对比结果;(b)TiO2过渡层引入前后薄膜的电阻率变化对比结果(虚线表示使用相同溅射工艺沉积的约300nm厚的块状银膜电阻率)[29]Fig.3㊀(a)Comparison of visible light transmittance for Ag films with and without TiO2seed layer;(b)comparison of electrical resistivity variation for Ag films with and without TiO2seed layer(the dashedline represents the resistivity of bulk Ag film of about300nm thickness deposited using the same sputtering process)[29]图4㊀Glass/Ag表面㊁Glass/ZnO/Ag表面和Glass/ZnO/MUA/Ag表面的AFM测试结果[30]Fig.4㊀AFM results of glass/Ag surface,glass/ZnO/Ag surface and glass/ZnO/MUA/Ag surface[30]第4期侯焕然等:超薄金属基电磁屏蔽玻璃研究进展1201㊀图5㊀Glass /ZnO /MUA /Ag /MUA /ZnO 结构示意图[30]Fig.5㊀Schematic diagram of glass /ZnO /MUA /Ag /MUA /ZnO structure[30]图6㊀不同膜层结构的透射率对比[30]Fig.6㊀Comparison of transmittance of different film structures [30]㊀㊀过渡层的引入改善了超薄金属的Volmer-Weber 生长模式,提高了超薄金属的电连续性,降低了光学损失率,是超薄金属基透明电磁屏蔽材料的重要组成部分㊂同时,过渡层也缓解了超薄金属与透明电磁屏蔽领域常用玻璃基底材料(钠钙玻璃㊁K9光学玻璃等)之间表面自由能不匹配的问题[31-32],提高了薄膜与玻璃的附着力,有助于提高电磁屏蔽玻璃的功能耐久性㊂但是,不同的过渡层在实际应用中仍存在一些问题,常需要针对不同的应用场景和需求选用合适的过渡层,并辅以光学设计优化各层膜厚度,以期实现透明性能和电磁屏蔽性能的同步提升,各种常用超薄金属生长过渡层的对比及应用场景如表1所示㊂表1㊀常用超薄金属生长过渡层的优劣对比及应用场景Table 1㊀Comparison of advantages and disadvantages for commonly used ultra-thin metal growthseed layers and its application scenarios过渡层材料优势存在的问题主要应用场景氧化物薄膜制备工艺简单㊁成本低㊁具有良好的高温耐受性㊁膜系丰富,可以满足多数应用场景柔性差㊁需要高温下制备,有机衬底不适用无机透明光窗㊁武器吊舱罩等有机涂层制备方法简单㊁成本低㊁柔性高,可应用于大尺寸异形窗口涂层均匀性差㊁雾度大㊁无机材料表面附着力差㊁高温耐受性差有机透明光窗㊁可穿戴式电磁屏蔽设备等改性涂层对超薄金属连续生长的促进作用最明显制备工艺复杂㊁成本昂贵㊁难以工程化应用精密仪器小尺寸透明窗口等随着磁控溅射技术的发展,多金属共溅射掺杂成为降低超薄金属成膜厚度的另一有效途径㊂Guo 等[33]研究发现,利用多金属共溅射技术在沉积Ag 薄膜过程中,引入少量的其他金属(Cu㊁Al 等),可以降低薄膜表面迁移率,进而改善超薄金属的生长连续性,降低生长阈值厚度㊂近年来,许多学者对掺杂金属的选择及共溅射工艺参数的优化做了深入研究㊂Wang 等[34]通过Ag-Al 共溅射的方法,在玻璃表面成功制备了Al 掺杂超薄Ag 薄膜,研究了Al 掺杂浓度对薄膜生长形貌的影响规律,如图7所示㊂通过扫描电子显微镜(SEM)观察到,随着Al 掺杂浓度的增大,Ag 薄膜的RMS 粗糙度先降低后升高,在Al 掺杂物质的量浓度为5%时,Ag 薄膜的RMS 粗糙度仅为0.89nm㊂这是由于,在薄膜生长初期,一定浓度的Al 掺杂使Ag 原子容易吸附在Al 原子附近,降低了Ag 原子的表面迁移率,有助于降低薄膜的RMS 粗糙度㊂但过高的Al 掺杂浓度容易引起晶格畸变,使晶粒表面能急剧增加,Ag 晶粒出现团聚现象,进而导致薄膜RMS 粗糙度的增大㊂该团队继续开展了Cu 掺杂制备超薄Ag 膜的研究[35],如图8所示㊂结果表明,Cu 掺杂对于改善Ag 膜生长具有更高的效率,在Cu 掺杂物质的量浓度为2%时,在SiO 2表面制备的超薄Ag 膜的RMS 粗糙度仅为0.88nm㊂引入生长过渡层和优化镀膜工艺参数,是目前降低超薄金属连续生长阈值厚度的主要方式,表2对比了相关文献中所用的改进方式㊂不同的应用场景对透明电磁屏蔽材料提出了不同的性能要求,在实际应用中,1202㊀ 玻璃材料与玻璃技术 专题(II)硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图7㊀(a)随着厚度的增加,不同Al 掺杂浓度(摩尔浓度)的Ag 薄膜的SEM 照片(底部图像表示其演变概念图);(b)Al 和Ag 共沉积装置示意图[34]Fig.7㊀(a)SEM images of Ag thin films doped with different Al concentrations (molar concentration)as increasing thickness (the bottom images indicate the conceptual diagrams of its evolution);(b)schematic diagram of setup for co-deposition of Al and Ag [34]图8㊀(a)Cu 掺杂前后Ag 膜岛状结构的演变概念图;(b)不同Cu 掺杂浓度(摩尔浓度)10nm Ag 膜的SEM 照片[35]Fig.8㊀(a)Evolution conceptual diagrams of Ag film island structure before and after introducing Cu dopants;(b)SEM images of Ag films with different Cu doping concentrations [35]表2㊀降低超薄金属薄膜阈值厚度方法的对比Table 2㊀Comparison of methods for reducing threshold thickness of ultra-thin metal films制备方法优势劣势参考文献磁控溅射工艺成熟,通过优化工艺参数可降低金属生长的阈值厚度,适用于大尺寸电磁屏蔽玻璃的制备制备的超薄电磁屏蔽薄膜阈值厚度较大,性能难以进一步提升[37-38]多金属磁控共溅射Cu㊁Al 等金属共掺杂技术已被证实对超薄Ag 膜的光电性能提升显著先进的磁控溅射技术目前还不适用于大尺寸电磁屏蔽玻璃的制备,相关的设备和工艺亟待探索和研究[33-35]真空热蒸发工艺简单,成本低,适用于异形玻璃表面制备超薄金属薄膜蒸发能量低于溅射能量,所制备的薄膜致密性较差[39]原子层沉积可以精确控制超薄金属薄膜的厚度和均匀性,适用于具有高纵横比结构的异形玻璃,制备的薄膜表面光滑沉积效率低,沉积材料选择受限,设备昂贵,成本高[40-41]引入生长过渡层可以结合其他制备方法,进一步改善超薄金属薄膜生长过渡层材料的选择受制于实际应用场景,部分过渡层对整体透过率损失影响较大[29-32]第4期侯焕然等:超薄金属基电磁屏蔽玻璃研究进展1203㊀为了配合玻璃整体结构与性能设计,衬底层的材料和结构一般仅为特定的一种或几种,这就限制了其他高自由能衬底层材料的选择[36],因此玻璃的光电性能提升空间有限㊂多金属共溅射方法的优势是对超薄金属层进行本征掺杂改性,减弱衬底层材料种类的制约,为透明电磁屏蔽领域的发展提供了一条可行的技术思路㊂3㊀超薄金属基透明电磁屏蔽薄膜性能研究光学透射率和电磁屏蔽效能是超薄金属基透明电磁屏蔽材料的两个重要性能指标㊂在D /M /D 结构的超薄金属基透明电磁屏蔽材料中,超薄金属层的表面方阻和电连续性是影响电磁屏蔽性能的两个主要因素,电介质层主要起到增加光学透射率的作用[42-43]㊂通过调整材料的结构㊁组分㊁厚度等可以使超薄金属基透明电磁屏蔽材料对特定频率范围的电磁波实现选择性屏蔽[44],而在其他频段内保持透过,这可以满足不同应用场景对电磁屏蔽的特定要求㊂超薄金属基电磁屏蔽玻璃已有广泛研究㊂Ag 的电导率为6.30ˑ107Ω㊃mm 2/m,相较于Cu(电导率为5.96ˑ107Ω㊃mm 2/m)和Au(4.52ˑ107Ω㊃mm 2/m),导电性能更优,是电磁屏蔽玻璃领域最常用的超薄金图9㊀(a)高透过率EMAGS 薄膜;(b)柔性弯曲EMAGS 薄膜[46]Fig.9㊀(a)EMAGS film with good transparency;(b)EMAGS film with outstanding flexibility [46]属薄膜材料[45]㊂Wang 等[46]在溅射沉积Ag 的过程中共溅射了少量的铜,制备了8nm 超薄连续Ag 薄膜,并设计制备了PET /ITO /Cu-doped Ag /ITO 结构的电磁银屏蔽(EMAGS)薄膜,薄膜可利用卷对卷(roll-to-roll process)工艺大面积生产,与玻璃材料层结合形成电磁屏蔽玻璃,样品图如图9所示㊂单层EMAGS 薄膜在可见光范围的平均相对透过率高达96.5%,在X㊁Ku㊁Ka 和K 波段的平均SE 约为26dB,测试结果如图10所示㊂随后,研究人员尝试将两层EMAGS 薄膜简单堆叠并测试电磁屏蔽效能,测试结果显示,两层EMAGS 薄膜在上述波段的平均SE 大于30dB,将两层EMAGS 薄膜间隔四分之一波长的距离,平均SE 进一步提高至50dB㊂EMAGS薄膜在应用于电磁屏蔽玻璃时,可以选用不同厚度的玻璃材料,设计不同厚度组合的层合结构,可在特定波段获得最优的电磁屏蔽效能㊂随着磁控共溅射技术的发展,不仅可以在超薄金属沉积过程中引入其他金属,而且可以在沉积生长过渡层时共溅射沉积适量的金属,对生长过渡层进行掺杂改性,从而增加金属薄膜与过渡层之间的润湿性,促进金属薄膜连续生长,降低薄膜连续成膜的阈值厚度,进而提升玻璃材料的电磁屏蔽性能㊂Choi 等[47]在玻璃基板表面利用磁控共溅射技术制备了3%(原子数分数)Al-doped ZnO(AZO)/Ag /AZO 复合薄膜,研究了顶层AZO 薄膜厚度与AZO /Ag /AZO 透射率㊁电阻率和电磁屏蔽效能之间的关系,结果如图11~13所示㊂其中,退火后的Glass /AZO(45nm)/Ag(9nm)/AZO(45nm)的电磁屏蔽性能最佳,在1.5~3.0GHz 波段的电磁屏蔽效能约为39dB,高于市售的60mm 厚的铜箔,有广阔的商业应用前景㊂1204㊀ 玻璃材料与玻璃技术 专题(II)硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷图10㊀EMAGS(40nm ITO/8nm Cu-doped Ag/40nm ITO)㊁双层EMAGS㊁四分之一波长距离间隔的双层EMAGS㊁Cu-doped Ag(8nm)㊁ITO(40nm)和PET衬底在X波段㊁Ku波段㊁K波段㊁Ka波段的EMI SE测量结果[46]Fig.10㊀Measured EMI SE results of EMAGS(40nm ITO/8nm Cu-doped Ag/40nm ITO),double-layer EMAGS, double-layer EMAGS separated by a quarter-wavelength space,Cu-doped Ag(8nm),ITO(40nm),and PET films at X band,Ku band,K band and Ka band[46]图11㊀(a)沉积态和退火后的AZO(45nm)/Ag(9nm)/AZO(45nm)薄膜在氧气中100ħ保持20min的透射率变化(插图:(a-1)沉积态的AFM图像;(a-2)退火后的AFM图像;(a-3)水在沉积态表面的润湿情况;(a-4)水在退火态表面的润湿情况);(b)不同顶部AZO膜厚度的AZO/Ag/AZO多层膜的透射率随波长的变化[47] Fig.11㊀(a)Variations in transmittance of as-deposited and annealed AZO(45nm)/Ag(9nm)/AZO(45nm)films at 100ħfor20min under oxygen atmosphere,insets show a three dimensional AFM image of(a-1)as-deposited and(a-2) annealed multilayer films,the contacted shape of water onto(a-3)as-deposited and(a-4)annealed multilayer films;(b)transmittance of AZO/Ag/AZO multilayer films with different top AZO film thicknesses varies with wavelength[47]由于Ag的价格较高,在大规模工业生产中,Cu更具实用性,但是连续的Cu薄膜化学稳定性差,在湿热和盐雾等环境中,容易发生化学反应生成碱式碳酸铜导致电磁屏蔽失效[48],所以Cu更多用作金属网栅电磁屏蔽材料㊂Au虽然电导率略低于Ag和Cu,但由于出色的化学惰性,Au在高精度和高可靠性要求的应用中仍然非常重要㊂近年来,超薄Au基电磁屏蔽玻璃得到广泛关注㊂Erdogan等[49]利用磁控溅射技术在玻璃表面制备了ITO/Au/ITO电磁屏蔽薄膜,通过控制各膜层的沉积时间,研究了ITO层厚度和Au层厚度对透明电磁屏蔽薄膜光电性能的影响,通过优化ITO层和Au层的沉积时间,实现了可见光透过率和电磁屏蔽性能的兼顾提升,测试结果如图14㊁15所示㊂其中,ITO(8nm)/ Au(15nm)/ITO(8nm)结构薄膜表现出最优光电性能,在8~12GHz的SE为26.8dB,在550nm处的透过率最大达到84.6%㊂进一步增加Au层的沉积时间,虽然可以进一步提高电磁屏蔽性能,但是透过率损失严重㊂通过研究沉积时间对ITO/Au/ITO薄膜光电性能的影响规律发现,Au膜沉积时间为15s时已形成连㊀第4期侯焕然等:超薄金属基电磁屏蔽玻璃研究进展1205图12㊀(a)550nm波长处的透射率与AZO顶层厚度之间的关系;(b)AZO/Ag/AZO多层膜的方块电阻和电阻率与顶层AZO膜厚度的函数关系[47]Fig.12㊀(a)Relationship between transmittance at wavelength of550nm and AZO top layer thickness; (b)sheet resistance and resistivity of AZO/Ag/AZO multilayer films as a function of top layer AZO film thickness[47]图13㊀(a)具有不同顶层AZO厚度的AZO/Ag/AZO的S12参数随频率的变化;(b)具有不同顶层AZO厚度的AZO/Ag/AZO的EMI SE随频率的变化[47]Fig.13㊀(a)Variations in S12parameter as a function of frequency for different top layers AZO film thickness; (b)variations in EMI shielding effectiveness as a function of frequency for different top layer AZO film thickness[47]图14㊀(a)玻璃表面ITO/Au/ITO薄膜光学透射光谱;(b)PC表面的ITO/Au/ITO薄膜光学透射光谱[49]Fig.14㊀(a)Optical transmission spectra of ITO/Au/ITO films on glass surface;(b)optical transmission spectra of ITO/Au/ITO films on PC surface[49]1206㊀ 玻璃材料与玻璃技术 专题(II)硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第43卷续薄膜,此时ITO/Au/ITO薄膜具有最高的透射率和最低的散射率,且此时的可见光透过率高于双层ITO薄膜,这说明ITO/Au/ITO薄膜在兼顾高电磁屏蔽的同时进一步提升了可见光透过率㊂图15㊀(a)代表性样品的测量EMI SE值(插图为ITO(8nm)/Au(15nm)/ITO(8nm)薄膜的TM-AFM形貌图);(b)样品的测量和模拟S21值(M:测量值,C:计算值)[49]Fig.15㊀(a)Measured EMI SE values of representative samples(illustration is TM-AFM topography images of ITO(8nm)/Au(15nm)/ITO(8nm)films;(b)measured and simulated S21values of samples(M:measured,C:calculated)[49]Jenifer等[50]在室温下通过射频磁控溅射制备了氧化锌锡(ZTO)/Au/氧化锌锡(ZTO)多层复合薄膜,测试结果如图16所示,底层ZTO膜对促进Au层的均匀性和连续生长有重要作用,顶层ZTO膜的引入可显著提高光学透过性能,同时,顶层ZTO对Au层起到包覆作用,缓解了Au膜与基底附着力较差的问题㊂结合光学设计与实验验证得到最佳厚度组合,其平均可见光透过率为83.6%,方块电阻为12Ω/sq,在8~12GHz 的平均SE为24.75dB㊂Ag的块状电导率低,是超薄金属基电磁屏蔽玻璃中金属层的常用材料,但是在实际应用中,超薄Ag膜易氧化和腐蚀变性,这会导致透过率损失增大和电磁屏蔽功能失效[51],缩短材料使用寿命㊂Au的活泼性低,超薄Au膜的环境适应性强,光电性能优异,近年来得到研究人员的广泛关注[52],超薄Au膜基透明电磁屏蔽材料有望在光电性能㊁使用寿命㊁环境适应性等方面实现更大的提升㊂但是,超薄Au基透明电磁屏蔽材料仍存在Au层生长不连续㊁Au膜与电介质层附着力差㊁耐湿热性能差和成本高昂等问题[53],仍需要进一步研究㊂表3中列出了引用文献中电磁屏蔽玻璃的电磁屏蔽材料㊁制备方法及性能㊂。
2024年屏蔽电磁波玻璃市场需求分析
屏蔽电磁波玻璃市场需求分析1. 引言随着电子设备的广泛应用和无线通信技术的飞速发展,电磁波辐射对人体健康的影响越来越受到关注。
屏蔽电磁波玻璃作为一种新型材料,可以有效地阻挡电磁波的传播,因此在手机、电脑、电视等电子设备中的应用前景非常广阔。
本文将对屏蔽电磁波玻璃市场需求进行分析,为相关企业和投资者提供决策参考。
2. 市场规模分析屏蔽电磁波玻璃市场的规模受到多个因素的影响,包括电子设备的普及程度、电磁波辐射对人体健康的认知程度、政府法规的推动等。
根据市场调研数据和行业报告,预计未来几年屏蔽电磁波玻璃市场将保持稳定增长。
3. 市场需求分析3.1 家用电子设备市场随着家用电子设备的广泛普及,人们对于电磁波辐射防护的关注度不断提高。
屏蔽电磁波玻璃在手机、电视、电脑等家用电子设备中的应用前景广阔。
根据市场调研数据显示,家用电子设备市场对屏蔽电磁波玻璃的需求呈现增长态势。
3.2 医疗设备市场电磁波辐射对医疗设备的干扰可能会导致设备的误差,对诊断结果造成影响。
因此,医疗设备市场对屏蔽电磁波玻璃的需求也在逐渐增加。
3.3 通信设备市场随着5G通信技术的快速发展,通信设备市场的需求也逐渐增加。
屏蔽电磁波玻璃在5G通信设备中起到了重要的作用,可以减少电磁波辐射对周围环境和人体的影响。
3.4 汽车电子市场汽车电子设备的普及程度越来越高,人们对于车内辐射环境的关注度也在增加。
屏蔽电磁波玻璃可以有效地阻挡车外电磁波的传播,提供更加安全的车内环境。
4. 市场发展趋势分析4.1 新技术的应用随着材料科学和电子技术的不断进步,屏蔽电磁波玻璃的制备工艺和性能得到了不断提高。
新的制备技术和材料可以提供更高效的屏蔽效果,满足不同应用场景的需求。
4.2 健康意识的提高人们对电磁波辐射对健康的影响的认识不断提高,对电磁波辐射防护的需求也在不断增加。
屏蔽电磁波玻璃作为一种有效的防护材料,将在健康意识提高的背景下获得更多的应用机会。
4.3 政策法规的推动一些国家和地区已经出台了相关的政策法规,要求电子设备的制造商对电磁波辐射进行防护措施。
屏蔽电磁波玻璃市场分析报告
屏蔽电磁波玻璃市场分析报告1.引言1.1 概述概述屏蔽电磁波玻璃作为一种新型的功能性玻璃材料,具有良好的电磁波屏蔽性能,逐渐受到市场关注。
本报告旨在对屏蔽电磁波玻璃市场进行深入分析,探讨其市场概况、应用领域和发展趋势,以期为相关行业提供参考和决策依据。
通过本报告的研究分析,将为屏蔽电磁波玻璃市场的发展前景和未来发展提供有益信息,促进产业升级与技术创新的发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应该包括对整篇文章的组织结构和各部分内容的概要介绍。
可以在这部分提及文章的结构分为引言、正文和结论三部分,并简要描述每个部分的主要内容和目的。
同时,也可以提及各部分之间的逻辑关系,以及文章整体的写作流程和思路。
1.3 目的本报告的目的是对屏蔽电磁波玻璃市场进行深入分析,全面了解该市场的概况、应用领域和发展趋势。
通过对市场的调研和分析,我们旨在为投资者、企业决策者和相关行业从业者提供有益的市场信息,帮助他们更好地把握市场动态,制定合理的发展策略,从而实现市场机遇的最大化利用和风险的最小化控制。
同时,本报告也旨在促进屏蔽电磁波玻璃行业的发展,推动行业技术创新与进步,为行业发展提供参考和指导。
1.4 总结总结部分:本报告对屏蔽电磁波玻璃市场进行了全面的分析和研究,通过对市场概况、应用领域和发展趋势的深入探讨,展现了该市场的潜力和重要性。
随着科技的不断进步和人们对电磁波防护需求的增加,屏蔽电磁波玻璃市场将迎来更多的发展机遇。
未来,随着新材料和新技术的不断涌现,屏蔽电磁波玻璃将在更多领域得到应用,市场规模将进一步扩大。
总的来说,屏蔽电磁波玻璃有着广阔的前景和发展空间,值得关注和投资。
2.正文2.1 屏蔽电磁波玻璃市场概况屏蔽电磁波玻璃是一种针对电磁辐射的特殊玻璃材料,具有抗电磁干扰、防辐射、隔音和保护隐私等功能。
随着信息技术的不断发展,电子产品的广泛应用以及无线通信技术的普及,对屏蔽电磁波玻璃的需求越来越大。
市场显示,屏蔽电磁波玻璃市场呈现出快速增长的态势。
电磁屏蔽玻璃
电磁屏蔽玻璃-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1电磁屏蔽玻璃摘要:由于电子技术和设备的大量运用,随之而来的各种干扰和泄露问题迫切需要解决,电磁屏蔽玻璃也就因此应运而生。
电磁屏蔽玻璃因其可透光性良好等特点,一直是电磁屏蔽材料中的研究热点。
本文主要从电磁屏蔽玻璃的应用范围、主要特点、屏蔽原理、生产过程等方面对其进行介绍。
1前言电磁波被广泛应用,为军事、工业、民用等带来莫大的方便,同时也带来了严重的危害。
一是由于电子线路和元件的集成化、微型化,所使用的电流为弱电流,其控制讯号的功率与外部电磁波噪音的功率接近,容易造成误动、声音及图像障碍等;二是这些电子产品本身也向外发射不同频率的电磁波,同样会给附近运行的电子计算机以及其他通讯或电气设备等造成干扰;三是对于军工电子设备,除了防止外界电磁波对其工作产生干扰外,还要防止其本身的电磁波向外泄露。
国际较为先进的技术和设备可以准确地接受几十公里外泄露出的电磁波,进行放大还原,从而导致泄密;四是电磁波通过辐射也给生物体造成伤害,如在中短电磁波辐射下,人体的神经中枢系统会出现功能失调。
所以,在当今社会,不论是军用电子设备,还是民用电子设备,从环保角度出发,都应进行电磁屏蔽。
电磁屏蔽材料中最常见的是电磁屏蔽玻璃。
本文主要从电磁屏蔽玻璃的定义、应用、分类、原理及方法、新进展等方面对其进行介绍。
2 电磁屏蔽玻璃的定义电磁屏蔽玻璃是经过特殊工艺处理,在玻璃表面涂覆导电涂层或在玻璃中夹入特殊介质而实现对电磁波的阻挡和衰减,达到阻挡电磁波透过、防止电磁辐射、保护信息不泄露以及抗电磁干扰的屏蔽玻璃器件。
4 电磁屏蔽玻璃的特点电磁屏蔽比例具有良好的透光性能和高解图像,可视效果好,无网感,使图像更加清晰。
电磁屏蔽玻璃主要解决电子系统与电子设备之间的电磁干扰,防止电磁信息泄露,防护电磁辐射污染;有效保障仪器设备正常工作,保障机密信息的安全,保障工作人员身体健康。
2024年电磁屏蔽波玻璃市场环境分析
2024年电磁屏蔽波玻璃市场环境分析1. 引言电磁屏蔽波玻璃是一种具有优异电磁屏蔽性能的特种玻璃材料,其在电子设备和电磁环境中起到了重要的作用。
本文旨在通过对电磁屏蔽波玻璃市场环境的分析,提供相关产业发展的参考和指导,为相关企业和投资者提供决策依据。
2. 电磁屏蔽波玻璃市场概述电磁屏蔽波玻璃是一种能够有效阻隔电磁波传播的特种玻璃,具有广泛的应用前景和市场需求。
电磁屏蔽波玻璃可用于电子设备中,如手机、平板电脑等,也可应用于军事、航天等领域,保障敏感设备的正常运行。
3. 市场规模与增长潜力分析根据相关市场调研数据显示,电磁屏蔽波玻璃市场规模呈现快速增长的趋势。
随着电子设备行业的迅猛发展,对电磁屏蔽材料的需求也日益增加。
另外,军事和航天等领域的不断发展也为电磁屏蔽波玻璃的应用提供了广阔的市场空间。
4. 市场竞争与主要厂商分析电磁屏蔽波玻璃市场竞争激烈,主要厂商包括国内外知名玻璃企业以及专业的电磁屏蔽材料生产企业。
这些企业通过技术创新、产品质量和售后服务等方面的竞争,争取市场份额。
5. 市场发展趋势分析近年来,电磁屏蔽波玻璃市场呈现出以下几个发展趋势:•技术创新:随着科技的不断进步,电磁屏蔽波玻璃的技术也在不断创新。
新材料的研发和应用将进一步推动市场的发展。
•应用拓展:除了电子设备行业,电磁屏蔽波玻璃在军事、航天等领域也有广阔的应用前景。
随着相关行业的发展,市场需求将进一步增加。
•产业合作:为了追求更好的产品质量和市场竞争力,相关企业将加强合作,共同推动电磁屏蔽波玻璃产业的发展。
6. 市场风险与挑战分析电磁屏蔽波玻璃市场也面临一些风险与挑战:•技术壁垒:电磁屏蔽波玻璃的生产需要具备一定的技术实力和专业设备,这对于一些小型企业来说是一个挑战。
•市场竞争:市场上存在着一些竞争激烈的企业,产品质量和价格等方面的竞争也是市场的一大挑战。
•法规政策:一些国家和地区对电磁辐射有相关的法规政策,相关企业需要遵守相关规定,这也是一个考验。
2024年屏蔽电磁波玻璃市场环境分析
2024年屏蔽电磁波玻璃市场环境分析1. 引言屏蔽电磁波玻璃(亦称EMI屏蔽玻璃)是一种具有特殊功能的玻璃,能够阻挡或减少电磁波的传播。
这种玻璃被广泛应用于建筑、电子设备和通信设备等领域,能够保护人们和设备免受电磁辐射的危害。
随着电磁波污染的不断加剧,屏蔽电磁波玻璃市场逐渐兴起。
本文将对屏蔽电磁波玻璃市场的环境进行分析,分析市场规模、竞争态势和前景等关键因素。
2. 市场规模分析屏蔽电磁波玻璃市场的规模受到多个因素的影响。
首先,电磁波污染程度的加重促使对屏蔽电磁波玻璃的需求增加。
现代社会中,各种电子设备和通信设备不断增多,导致电磁波辐射普遍存在。
屏蔽电磁波玻璃的市场需求受到这种电磁波污染的推动。
其次,建筑行业的发展也对市场规模产生影响。
屏蔽电磁波玻璃在建筑领域中有广泛的应用,随着建筑行业的快速发展,屏蔽电磁波玻璃的市场规模也呈现增长趋势。
3. 竞争态势分析目前,屏蔽电磁波玻璃市场存在着一定的竞争。
在市场中,已经有一些知名的屏蔽电磁波玻璃供应商。
它们通过持续的研发和创新,不断提高产品品质和性能,赢得了市场份额。
此外,一些新兴的公司也进入了该市场,竞争进一步加剧。
这些公司利用先进的技术和生产设备,推出具有竞争力的产品,并通过价格优势吸引客户。
市场竞争的加剧,将促使屏蔽电磁波玻璃产品不断优化和发展。
4. 市场前景分析随着电磁波污染问题的持续加重,屏蔽电磁波玻璃市场前景广阔。
首先,由于电磁波对人体健康的影响越来越受到关注,屏蔽电磁波玻璃作为一种有效的防护材料,将受到更多人的需求。
其次,随着科技的发展和应用范围的扩大,电子设备和通信设备的数量将继续增加,进一步推动了市场需求。
另外,建筑业的发展也将提供更多的机会,屏蔽电磁波玻璃在建筑中的应用潜力巨大。
综上所述,屏蔽电磁波玻璃的市场前景十分乐观。
5. 结论屏蔽电磁波玻璃市场的环境分析表明,市场规模逐渐扩大,竞争态势逐渐激烈,市场前景广阔。
随着电磁波污染问题的愈发严峻,人们对屏蔽电磁波玻璃的需求不断增加。
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电磁屏蔽玻璃摘要:由于电子技术和设备的大量运用,随之而来的各种干扰和泄露问题迫切需要解决,电磁屏蔽玻璃也就因此应运而生。
电磁屏蔽玻璃因其可透光性良好等特点,一直是电磁屏蔽材料中的研究热点。
本文主要从电磁屏蔽玻璃的应用范围、主要特点、屏蔽原理、生产过程等方面对其进行介绍。
1前言电磁波被广泛应用,为军事、工业、民用等带来莫大的方便,同时也带来了严重的危害。
一是由于电子线路和元件的集成化、微型化,所使用的电流为弱电流,其控制讯号的功率与外部电磁波噪音的功率接近,容易造成误动、声音及图像障碍等;二是这些电子产品本身也向外发射不同频率的电磁波,同样会给附近运行的电子计算机以及其他通讯或电气设备等造成干扰;三是对于军工电子设备,除了防止外界电磁波对其工作产生干扰外,还要防止其本身的电磁波向外泄露。
国际较为先进的技术和设备可以准确地接受几十公里外泄露出的电磁波,进行放大还原,从而导致泄密;四是电磁波通过辐射也给生物体造成伤害,如在中短电磁波辐射下,人体的神经中枢系统会出现功能失调。
所以,在当今社会,不论是军用电子设备,还是民用电子设备,从环保角度出发,都应进行电磁屏蔽。
电磁屏蔽材料中最常见的是电磁屏蔽玻璃。
本文主要从电磁屏蔽玻璃的定义、应用、分类、原理及方法、新进展等方面对其进行介绍。
2 电磁屏蔽玻璃的定义电磁屏蔽玻璃是经过特殊工艺处理,在玻璃表面涂覆导电涂层或在玻璃中夹入特殊介质而实现对电磁波的阻挡和衰减,达到阻挡电磁波透过、防止电磁辐射、保护信息不泄露以及抗电磁干扰的屏蔽玻璃器件。
4 电磁屏蔽玻璃的特点电磁屏蔽比例具有良好的透光性能和高解图像,可视效果好,无网感,使图像更加清晰。
电磁屏蔽玻璃主要解决电子系统与电子设备之间的电磁干扰,防止电磁信息泄露,防护电磁辐射污染;有效保障仪器设备正常工作,保障机密信息的安全,保障工作人员身体健康。
因此,电磁屏蔽玻璃必须满足两个条件:一是良好的抗电磁波干扰和防信息泄漏性能;二是良好的透视性能。
[1]5 电磁屏蔽玻璃的应用电磁屏蔽玻璃是结合电磁屏蔽技术而研制出来的特种玻璃,它主要使用在既有电磁屏蔽要求,又有一定可视要求的部位,如:特种飞机的座舱、风挡、国家安全保卫部办公室的可视窗口,军队指挥操作仪的可视面板,大使馆、外交部等部门通信室的玻璃窗,电子计算机室、医院、广播大厦的玻璃窗,商业写字楼办公室的玻璃隔墙,各种仪器设备的电磁屏蔽外壳等。
6电磁屏蔽玻璃的生产我国生产的电磁屏蔽玻璃从性能上大致分为三类:夹金属丝网电磁屏蔽玻璃、镀膜电磁屏蔽玻璃和镀膜玻璃夹金丝网的电磁屏蔽玻璃,使用最多的仍属夹丝网屏蔽玻璃,生产工艺流程如下:[2]金属丝网+PVB胶片玻璃原片预处理合片预压高压釜检验包装6.1 金属丝网金属丝网材料一般为铜、铝、镀锌铁丝、银丝或者镀银的网丝等,也可以使用不锈钢网。
电磁屏蔽是利用电磁感应的作用而进行屏蔽,利用电磁场在屏蔽体上所感应的涡流作用,从而衰减通过的能量。
也就是利用屏蔽材料的导电性和磁性将电磁波反射或吸收,达到屏蔽的目的。
因此,增强丝网材料的导电性和磁性是生产高屏蔽玻璃的关键。
所选择的金属丝网一般要进行化学浸镀处理,在丝网表面镀金、银、铜等金属,增强丝网的屏蔽效能。
6.2 PVB胶片电磁屏蔽玻璃的结构为:玻璃+PVB+丝网+PVB+玻璃,PVB胶片是连接玻璃和丝网的重要材料,在使用前一定要进行处理和挑选,胶片表面不允许有任何疵点和绒毛,厚度要均匀,一般选用0.38mm和0.76mm的优质胶片。
6.3 玻璃原片选用优质浮法玻璃原片,厚薄差符合用户要求,经前处理后的玻璃表面不允许有任何划伤。
6.4 合片合片要在一定温度和湿度的净化车间进行。
为了避免出现莫尔干涉条纹,金属丝网的经纬度要进行调整,一般先用制作好的、垂直经纬度的屏蔽玻璃在显示器的窗口初装,旋转玻璃至无干涉条纹出现,记录该角度,制作屏蔽玻璃时按照该角度铺设金属丝网。
金属丝网和胶片在铺置时不能有皱褶,尤其注意胶片不能过度拉伸,以免造成制品周边的流胶,流胶过多会影响用户的安装。
6.5预压和高压釜预压一般通过抽真空的方式来完成,目的是排出玻璃与胶片、胶片与丝网间的气体。
玻璃入釜后要严格按操作规程操作,尤其温度控制,过高会引起金属丝网的收缩变形,过低胶片与金属丝网、胶片与玻璃不能很好的结合,容易开胶。
6.6生产注意事项电磁屏蔽玻璃的生产质量主要有全片过程中产生的杂质、玻璃划伤、丝网变形、开胶、屏蔽效能差等。
6.6.1 产品中的杂质产品中的杂质是影响质量的主要原因,而造成杂质的主要原因又在于胶片的洁净度。
首先要选择优质胶片,在合片过程中,保持环境洁净,认真筛选金属丝网,避免将绒毛及空中灰尘合入制品中。
6.6.2 玻璃划伤首先玻璃原片进行严格检验,不允许有划伤的玻璃进入下道工序;避免人为划伤。
6.6.3丝网变形丝网变形的原因是多方面的,主要是丝网本身变形和胶片引起的变形。
丝网本身是软性材料,在铺置时不能过度拉伸,但又不能产生皱褶,尤其在制作大面积屏蔽玻璃时更应该注意。
一般是在合片时按丝网的经纬方向轻轻拉平,不能操之过急。
胶片变形会引起丝网变形是因为胶片的厚薄不均匀,入釜后的温度不均等产生胶片收缩变形,应严格控制胶片的质量、入釜后的温度制度,避免丝网变形。
6.6.4 开胶开胶是夹层玻璃工艺较为常见的质量问题,环境潮湿、玻璃表面不洁净、夹层材料不洁净、蒸压过程温度低等都会造成夹层玻璃的开胶。
要严格清洗材料和玻璃的表面,不能有任何油渍,要在一定的湿度下合片,在蒸压过程中要严格控制温度。
6.6.5屏蔽效能低屏蔽效能一般分为A、B、C三档,在30MHz—1GHz频段内,A档的屏蔽效能在85dB 以上,B档在65dB以上,C档在50dB以上。
在制作高效能的屏蔽玻璃时金属丝网的处理非常重要,丝网表面杂质和油渍、洗涤剂的适宜度、清洗丝网的纯净水纯度等都会影响金属丝网的化学镀膜质量。
产生电磁屏蔽效能的不是玻璃,而是所选的屏蔽材料,因此,必须使金属丝网的表面连续、均匀地施镀一层高导性的金属,才能达到最大的屏蔽效能。
施镀材料的选择也是很重要,金、银是最理想的材料,但价格比较昂贵,在施镀金膜时,工艺条件也比较苛刻。
为了提高玻璃的屏蔽效能, 可采用导电膜玻璃作为玻璃原片制作屏蔽玻璃。
真正影响屏蔽玻璃屏蔽效能的有两个因素: 一是整个屏蔽体表面必须是连续导电的, 另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。
显然金属丝网上有很多导电不连续点, 因为此处形成了不导电缝隙, 而这些不导电的缝隙产生了电磁泄漏, 如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。
解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料, 消除不导电点。
而导电膜玻璃就可以起到填充作用。
7 电磁屏蔽的原理电磁屏蔽是电磁兼容技术的主要措施之一。
即用金属屏蔽材料将电磁干扰源封闭起来,使其外部电磁场强度低于允许值的一种措施;或用金属屏蔽材料将电磁敏感电路封闭起来,使其内部电磁场强度低于允许值的一种措施。
[3]电磁屏蔽效能是在电磁场中同一地点无屏蔽时的电磁场强度与加屏蔽体后的电磁场强度之比。
常用分贝数(dB)表示。
屏蔽效能SE又包括吸收损失A、反射损失R和多次反射损失B组成。
如图1所示。
即SE=A+R=B根据电磁屏蔽的基本原理还可将电磁屏蔽技术分为如下几种:(一)静电屏蔽技术静电屏蔽技术可分为外电场屏蔽和内电场屏蔽。
(1)外电场屏蔽如下图为利用导体空腔屏蔽外电场的示意图。
A为需要屏蔽的物体,S为导体屏蔽的空腔。
由静电平衡原理可知在静电平衡的条件下,空腔为等势体,腔内无电场线,因而实现了给A电磁屏蔽的效果。
(2)内电场屏蔽如下图为导体空腔屏蔽内电场的示意图。
用导体空腔来屏蔽带电体的电场时,除了要用导体空腔屏蔽起来外,还必须将空腔接地,在将空腔接地时,空腔外表面所感应出来的电荷会流入大地,外部电场消失,电场线被限制在空腔内部,从而达到了屏蔽的效果。
(二)交流电场的屏蔽为降低交变电场对敏感电路的耦合干扰电压,可以在干扰源和敏感电路之间设置导电性好的金属屏蔽体,并将金属屏蔽体接地。
交变电场对敏感电路的耦合干扰电压大小取决于交变电场电压、耦合电容和金属屏蔽体接地电阻之积。
只要设法使金属屏蔽体良好接地,就能使交变电场对敏感电路的耦合干扰电压变得很小。
电场屏蔽以反射为主,因此屏蔽体的厚度不必过大,而以结构强度为主要考虑因素。
(三)磁场的屏蔽对于磁场的屏蔽比较复杂,要分低频磁场和高频磁场两个方面研究。
(1)低频磁场的屏蔽低频磁场的屏蔽原理是利用高导磁材料所具有的低磁阻特性,使磁场通过磁阻小的通路而不至于扩散到外围空间去,从而达到磁屏蔽的效果,如下图所示。
(2)高频磁场的屏蔽高频磁场的屏蔽是利用高电导率的材料产生的涡流的反向磁场来抵消干扰磁场而实现的。
具体图示如下:通过计算可知,屏蔽体的感应电流与线圈电流成正比,说明感应电流产生的磁场足以抵消线圈磁场的干扰,起到了屏蔽的效果。
(四)综合的电磁屏蔽方法:多层实心屏蔽如果要求屏蔽体对电场和磁场同时具有较好的屏蔽效果,可以采用多层屏蔽结构。
多层屏蔽结构主要有以下三种:(1)兼有电屏蔽与磁屏蔽的组合屏蔽(2)多层电屏蔽(3)多层磁屏蔽8 总结随着电子技术和设备的进一步发展,电磁泄漏的问题会进一步严重化,电磁屏蔽玻璃的出现正好提供了一种较好的解决方案。
在今后的发展中电磁屏蔽玻璃必将有一个更加广阔的应用前景。
但由于电磁屏蔽玻璃的使用特殊性,用户一般对该产品的质量要求非常高。
由于这个原因,我国的电磁屏蔽玻璃的成品较低。
因此,要将电磁屏蔽玻璃质量和成品率提高,还得加强技术和生产环节的各方面的探究。
参考文献:[1]林鸿宾,陆万顺.电磁屏蔽原理及电磁屏蔽玻璃(J).玻璃,2008(3)[2]张义武,安钢.电磁屏蔽玻璃的生产与质量控制(J).玻璃,2007(2)[3] 林鸿宾,陆万顺.电磁屏蔽原理及电磁屏蔽玻璃(J).玻璃,2008(3)。