CN104023513A - L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网及其制备方法，属于电磁屏蔽材料的技术领域。金属合金网由镍网、铜网和银网顺序叠合加压粘和构成，各层金属网分别是带有L形孔隙，每排L形孔隙中的L形的短边端头与下一个L形的长边连接；三种金属网之间的L形孔隙以平移错位的方式复合。制作是将塑料模板覆盖在海绵状泡沫塑料基材上，经磁控溅射和煅烧分别得到带有L形孔隙的镍网、铜网和银网；再按顺序错位叠合，加压成形。本发明由于材料的错位相连且复合叠加的L形孔隙，会反射掉更多的电磁波，提高材料的电磁屏蔽效果；会增大散热孔隙密度，改善材料的散热通风效果。

Description

L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网及其制备方法

技术领域

本发明属于电磁屏蔽材料的技术领域，特别涉及一种新形结构的高性能复合结构电磁屏蔽材料及其实现方法。

背景技术

在众多种类的电磁屏蔽材料中，海绵状泡沫金属吸波材料通过其表面蜂窝状窝孔增大电磁屏蔽材料面密度，增大漫反射概率，从而提高屏蔽效能。这种材料的工艺方法简单，易于操作，备受科研人员和市场的青睐。

但这种金属网表面材料所含金属单一，结构仍然不够复杂，屏蔽效能不高，对电磁波的反射吸收效果还有很大提升空间，通风散热性能也存在比较大的问题。

与本发明相近的现有技术是ZL200310115960.4公开的铜-镍-铜电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗。以海绵状泡沫塑料为基材，用磁控溅射的方法，使海棉状泡沫塑料基材金属化。这样的普通无序结构孔隙电磁屏蔽材料的制备，只需在海绵状泡沫板材上进行简单的预处理，然后利用磁控溅射工艺方法将金属镀覆到海绵表面即可得到泡沫状孔隙合金网。这种方法形成的孔隙结构比较简单且金属铜容易氧化，导致金属网表面的导电能力大幅度下降，从而降低了电磁屏蔽效能。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，设计了错位相连且复合叠加的L形孔隙金属合金网，该L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网，做为电子设备的通风散热网，除有极好电磁波屏蔽吸收散热性能外，还具备防尘、防酸、防碱等功能。

所谓的L形孔隙是指每层金属材料表面形成的孔隙形状为一定规格的L形。这种L形孔隙的形成过程如下：L形孔隙错位复合结构金属合金电磁屏蔽材料需要制造相应的耐高温的掩蔽式镀覆模板。掩蔽式镀覆模板是沿对角线方向错位相连的L形结构；掩蔽式镀覆模板长宽尺寸要求大于海绵状泡沫基材的尺寸，其上可以雕刻出多组L形长边长度为10mm，短边长度为6mm、长边和短边的宽度为1mm的，每个L形结构的面积为15mm²，L形结构的总面密度约为3％。去掉模板上除L形以外的其余部分，形成完整的、拥有相应数量的、沿对角线方向错位相连的L形结构掩蔽式镀覆模板。掩蔽式镀覆模板示意图见附图1。实际加工过程中，可根据需要沿模板对角线方向增大或缩小掩蔽式镀覆模板尺寸。在保持L形孔隙面密度为3％的情况下，具有最好的电磁屏蔽效能。

对掩蔽式镀覆模板进行相应预处理之后平铺在已经处理过的海绵状泡沫基材上，置于磁控溅射炉中，通过磁控溅射工艺方法将金属镀覆在耐高温掩蔽式镀覆模板没有覆盖的区域上，然后移去耐高掩蔽式镀覆模板，再通过高温煅烧手段烧掉多余的海绵基底，由此得到了具有L形孔隙的单层金属网。

利用上述方法，反复三次在三块海绵基底上镀覆三种不同良导体金属材料，将它们错位叠合从而获得三片不同金属材料的L形孔隙错位相连的金属网。然后通过强应力热压技术，将三片错位相连L形孔隙金属网挤压成L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网。

本发明经过反复的实验论证，选出了最理想的金属匹配方案。第一片金属网的镀覆金属为镍，第二片为铜，第三片为银。镍金属具备优良的导电性，且化学性质十分稳定，作为第一层金属网，可以在保证合金材料高屏蔽效能的同时提高材料的抗氧化能力，使材料有一个长久的使用价值。第二层金属选择铜。铜具备极佳的电导率和磁导率，是集聚优良磁屏蔽效果和优良电屏蔽效果的高性能电磁屏蔽金属材料。但是由于其化学性质不稳定，所以将其镀覆在第二层金属网上，扬长避短，发挥最大效用。第三层金属选择金属银。银作为导电性极佳的金属，因其价格昂贵经常被弃用，但就其屏蔽效果而言，有着不可比拟的优势。

本发明的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网具体的技术方案是：

一种L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网，由三层金属网复合构成，厚度为1.8～2.0mm；其特征是，所述的三层金属网，分别是带有L形孔隙的镍、铜和银网，每排L形孔隙中的L形的短边端头与下一个L形的长边连接；三种金属网之间的L形孔隙以平移错位的方式复合。也就是说，上中下三层之间的孔隙，都不是重合的，而是其中一层金属网的L形孔隙水平移动2mm的长度，从而形成错位复合。这种错位的方式和间距宽度，是通过调整各层金属网的位置实现的。

优选的L形孔隙，是长边长为10mm，短边长为6mm、长边和短边的宽度为1mm；所述的平移错位，是沿过L形长边和短边连接点的对角线方向平移错位，错位距离为2mm。

优选的各层金属网的L形孔隙的密度为3％，即每层金属网的L形孔隙的面积分别占L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网面积的3％。

本发明的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网制作方法的技术方案具体的是：

一种L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网的制作方法，以海绵状泡沫塑料为基材，用磁控溅射的方法，使海棉状泡沫塑料基材金属化，其特征在于，使用塑料模板覆盖基材，经磁控溅射和煅烧分别得到带有L形孔隙的镍网、铜网和银网；将带有L形孔隙的镍网、铜网和银网按顺序错位叠合，加压成形，制作成L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网；所述的塑料模板，是L形的短边端头与下一个L形的长边连接构成的网格；所述的错位叠合，是相邻各层金属网的L形孔隙，沿过L形长边和短边连接点的对角线方向平移错位。

所述的煅烧，可以是经过700～950℃退火烧掉没有镀覆上金属的基底的L形部分。

所述的加压成形，可以是热压成型。

本发明的创新点在于，创造性地提出了错位相连且复合叠加的L形孔隙。L形孔隙的提出是在矩形孔隙和圆形孔隙的基础上，对孔隙的进一步切割，间接地缩小了孔隙开口尺寸，尽最大可能使材料表面结构复杂化，从而增大电磁波漫反射概率，提高材料电磁屏蔽效能。与此同时，选择磁导率、电导率更好的金属材料，利用耐高温掩蔽式镀覆模板的遮掩效果，通过磁控溅射的工艺方法，在海绵状泡沫表面形成错位相连的L形金属孔隙，然后运用强应力热压技术，将多个金属网挤压复合，形成多层错位相连且叠加复合的金属合金网。经过这一系列的工艺手段而得到的屏蔽材料，在电磁屏蔽效能上将得到大幅度的提升，同时其通风散热效果也会有一个质的飞跃。该L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网相对于简单的泡沫状海绵金属合金网，多出了很多错位相连且复合叠加的极小的L形孔隙。由于L形孔隙尺寸小，错位相连且复合叠加，使材料表面孔隙复杂化，对于电磁波有极强的屏蔽吸收能力。同时，多出的无数个L形孔隙，将大幅度提升该金属合金网的散热通风性能。实验结果显示，120mm×120mm尺寸的，含有3％L形孔隙的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网对5KHz～5GHz频段内的电磁波屏蔽效果极佳，最低电磁屏蔽效能可达到90dB。

该L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网，若做电子设备的通风散热网，除有极好电磁波屏蔽吸收散热性能外，还具备防尘、防酸、防碱等功能(即三防功能)。用该合金无序网做电子设备散热孔既可防止外界对该仪器设备的电磁干扰，又可防止内部信息的“泄漏”。还不影响散热，具有广阔的应用前景。

本发明的发明点就是在充分利用海绵状泡沫合金形成的“窝孔”的“无序性”和“无限(穷)多性”两大特性的基础上引出错位相连且复合叠加的L形孔隙概念，结合电磁波“传播”和“反射”走直线路径的特点，从而获得极佳的电磁屏蔽吸收效果。电磁波在空气中传播，遇到屏蔽材料后，由于波阻抗的改变会在屏蔽材料表面产生反射现象，此时，材料表面窝孔状结构以及不规则的、错位相连且复合叠加的L形孔隙将会反射掉更多的电磁波。错位相连且复合叠加的L形孔隙还可以增大材料的散热孔隙密度，改善了材料的散热通风效果，使该材料集多种功能于一身。于此同时，本发明创造性地引入掩蔽式镀覆模板，为孔隙成形技术提供了新的借鉴，具有深远的理论和现实意义。

附图说明

图1本发明的制作L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网使用的高温塑料模板示意图。

具体实施方式

实施例1 结合附图说明本发明使用的模板和制得的电磁屏蔽金属合金网的结构

图1是本发明的制作L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网使用的高温塑料模板示意图。由L形的短边端头与相邻的下一个L形的长边连接，构成斜长的一排，再由平行的多排构成形成完整的、拥有相应数量的、沿对角线方向错位相连的L形结构掩蔽式镀覆模板。L形以外的地方为露空处。覆盖在海绵状泡沫塑料基材后磁控溅射金属镍、铜或银，被塑料模板L形遮掩的地方就形成金属的L形孔隙。图1标示了塑料模板L形结构的长边、短边和两条边的宽度。

各层金属网的L形孔隙的面积密度最好占模板面积的3％。塑料模板应当是耐高温的，在溅射金属时不致于变形或熔融。

本实施例给出一种L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网的结构。金属网，厚度为1.8～2.0mm；金属合金网由三层金属网复合构成，三层金属网分别是带有L形孔隙的镍、铜和银网。三种金属网之间的L形孔隙以平移错位的方式复合。L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网的面积为120mm×120mm，厚度在1.8～2.0mm范围。各层金属网的L形孔隙的长边长度为10mm，短边长度为6mm、长边和短边的宽度为1mm的，每个L形结构的面积为15mm²，L形结构的总面密度约为3％。所述的平移错位，是其中一层金属网的L形孔隙均比较相邻的另一层金属网的L形孔隙水平移动2mm的长度，平移方向为沿L形孔隙的一条对角线方向，并且对角线是过一个L形孔隙长边和短边交点的那一条。实验表明，这样的结构及尺寸比例电磁屏蔽和通风散热效果最好，在工作带宽为5KHz～5GHz可达90dB以上，散热防尘效果极佳。

实施例2 制备方法

本发明的制备方法是，以海绵状泡沫为基材，选用孔隙度较密的泡沫状海面基材，其厚度1.8～2.0mm，辅助耐高温掩蔽式镀覆模板，用磁控溅射的方法，使海绵状泡沫基材镍金属化且产生相应数量的沿对角线方向错位相连的L形孔隙，通过强应力热压技术，将三层金属网挤压粘合在一起，制得L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网。

具体的是使用实施例1给出的耐高温的塑料模板覆盖基材，磁控溅射获得三块在海棉状泡沫塑料基材上形成的带有L形孔隙的镍网、铜网和银网，经煅烧得到带有L形孔隙的镍网、铜网和银网。按镍网、铜网和银网顺序将带有L形孔隙的三块金属网错位叠合，加压使叠合的三层金属网粘合形成L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网。所述的错位叠合，是相邻各层金属网的L形孔隙，沿过L形长边和短边连接点的对角线方向平移错位，相邻两层金属网的相对应的L形孔隙长边相距2mm，短边也相距2mm。

Claims (6)

1.一种L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网，由三层金属网复合构成，厚度为1.8～2.0mm；其特征是，所述的三层金属网，分别是带有L形孔隙的镍、铜和银网，每排L形孔隙中的L形的短边端头与下一个L形的长边连接；三种金属网之间的L形孔隙以平移错位的方式复合。

2.根据权利要求1所述的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网，其特征是，每层金属网的L形孔隙的面积分别占L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网面积的3％。

3.根据权利要求1或2所述的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网，其特征是，所述的L形孔隙，长边长为10mm，短边长为6mm、长边和短边的宽度为1mm；所述的平移错位，是沿过L形孔隙的长边和短边连接点的对角线方向平移错位，长边和短边错位距离均为2mm。

4.一种权利要求1的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网的制作方法，以海绵状泡沫塑料为基材，用磁控溅射的方法，使海棉状泡沫塑料基材金属化，其特征在于，使用塑料模板覆盖基材，经磁控溅射和煅烧分别得到带有L形孔隙的镍网、铜网和银网；将带有L形孔隙的镍网、铜网和银网按顺序错位叠合，加压成形，制作成L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网；所述的塑料模板，是L形的短边端头与下一个L形的长边连接构成的网格；所述的错位叠合，是相邻各层金属网的L形孔隙，沿过L形长边和短边连接点的对角线方向平移错位。

5.根据权利要求4所述的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网的制作方法，其特征在于，所述的煅烧，是经过700～950℃退火烧掉没有镀覆上金属的基底的L形部分。

6.根据权利要求4或5所述的L形孔隙错位复合结构电磁屏蔽金属合金网的制作方法，其特征在于，所述的加压成形，是热压成型。