建筑混凝土/涂料及其复合体的电磁屏蔽性能研究

摘要

随着电子电器设备的广泛应用，电磁环境的恶化以及电磁信号泄漏失密的威胁日益严重。人们在生活水平提高的同时，对自身健康的要求也越来越高，对电磁污染造成的危害也越来越警惕，这使得对混凝土和涂料进行电磁屏蔽改性研究具有重要的现实意义和巨大的潜在应用价值。本文采用Aglient4291B材料/阻抗分析仪作为电磁屏蔽效能的测试工具，对样品在1MHz～1.8GHz范围内电磁场中的电磁屏蔽传输系数曲线进行扫描。通过对不同样品的电磁屏蔽传输系数曲线和最大电磁屏蔽效能的对比分析，同时综合采用激光粒度分析仪、扫描电子显微镜等设备分析探讨功能材料种类和含量对电磁屏蔽混凝土和涂料屏蔽效能的影响，为将来设计高性能低频电磁屏蔽混凝土/涂料及其复合体提供了参考依据。 试验分别以砂和天然磁铁矿作为混凝土骨料，通过在混凝土和涂料中加入石墨、羰基铁、铁氧体、短碳纤维等对电磁波具有电磁屏蔽功能的基元材料制备电磁屏蔽混凝土和涂料。制备的电磁屏蔽混凝土样品对频率范围为1MHz～1.8GHz的低频电磁波的最大电磁屏蔽效能达到了30.297dB，电磁屏蔽涂料样品的最大电磁屏蔽效能达到了6.03dB。试验表明高磁导率材料对于低频电磁波的屏蔽效果较碳素材料好，高电导低磁导的纤维状碳素材料对体系的低频电磁屏蔽性能有不同程度的降低。另外，试验结果表明类磁铁矿天然导磁材料在将来新型电磁屏蔽材料的开发中有很大的应用空间和参考价值。 文中在电磁屏蔽混凝土和涂料试验研究的基础上，还进行了电磁屏蔽混凝土/涂料复合体的试验研究。制备的电磁屏蔽混凝土/涂料复合体样品中，对频率范围为1MHz～1.8GHz的低频电磁波的最大电磁屏蔽效能达到了34.423dB。通过对电磁屏蔽混凝土/涂料复合体电磁屏蔽效能与磁铁矿的粒度和涂料厚度的关系的分析，可以看出今后在开发低频电磁屏蔽复合材料时，应将涂覆材料的厚度和功能基元材料的粒度控制在一定的范围内，从而满足阻抗匹配与界面散射原理所要求的条件，达到较好的屏蔽效果。最后，从阻抗匹配与界面散射、涡流损耗和电磁参数频散效应三方面，对电磁屏蔽混凝土/涂料及其复合体的电磁屏蔽作用机理进行了探讨与阐述。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用和授权的说明

1绪论

2电磁辐射与电磁屏蔽

3电磁屏蔽功能基元材料

4电磁屏蔽混凝土的试验研究

4.1技术路线及试验设备

4.2单一基元材料电磁屏蔽混凝土试验

4.3双基元材料电磁屏蔽混凝土试验

4.4电磁屏蔽混凝土正交试验

4.5抗压强度测试

4.6成本比较与可循环利用

4.7本章小结

5电磁屏蔽涂料的试验研究

6电磁屏蔽混凝土/涂料复合体的试验研究

7电磁屏蔽微观作用机理的探讨

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果