CN1247063C - 电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗及制备方法属材料领域。其结构是海绵状泡沫板材，孔隙壁由镍-铜-镍三层构成；面密度是350g/m2～480g/m2。制备方法是以海棉状泡沫塑料为基材，用磁控溅射等方法，使基材镍金属化而获得第一层镍膜，再使用电镀法镀第二层铜层和第三层镍层；经过退火去掉内应力，同时烧掉海绵状泡沫塑料基材，若内应力小，也可烧掉泡沫塑料基材。本发明的合金无序网、窗的窝孔形状、方向、大小都是无序的，故具有非常好的电磁波屏蔽吸收性能；由于铜层夹在镍膜之间，确保铜层稳定；还具备防尘、防酸、防碱等功能。
Description
技术领域
本发明属材料领域，特别涉及一种电磁波屏蔽吸收散热的材料及其制备方法。
背景技术
跟本发明最相近的现有技术是一份中国专利，专利号ZL95102640.2，名称为“一种海绵状泡沫镍的制备方法”，公告日1995.10.11，公告号CN1109922A。由该专利方法制备的海绵状泡沫镍是由金属镍构成的有许多较小孔隙的片状镍网板。每块网板面积可达1m2以上，且整块连续，具有纯度高、孔隙细密、表面积大的特点。用于作蓄电池的电极板或镍加氢催化剂。
这种海绵状泡沫镍只是一种单一成分的材料，影响了在实际中的应用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，在海绵状泡沫镍的基础上，制备能屏蔽和吸收电磁波的又能散热的无序网(窗)复合材料，使之应用到科研、军事和日常生活领域。
本发明的电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗的结构是海绵状泡沫板材，其孔隙壁由镍-铜-镍三层构成，即(Ni)1-(Cu)2-(Ni)3三层构成；海绵装泡沫板材的面密度是300g/m2～800g/m2。海绵状泡沫的形状也就是无序的类蜂窝的窝孔形状，其孔隙形状、方向、大小都是杂乱无章的。
镍是铁磁性材料，既有极好的磁屏蔽特性又有一定电屏蔽特性(导电)，而铜是顺磁材料有极好的电屏蔽特性，但没有磁屏蔽特性。因此本发明的材料具有电磁波屏蔽性能。电磁波类似光的传播性能即直线传播，海棉状泡沫合金网(窗)多层面无序窝孔(网孔)，直线传播的电磁波经它多次乱反射，反射一次吸收一次，吸收一次就将一部分电磁性转变成热能，因此材料具有良好的电磁波吸收性能。镍不易氧化，抗腐蚀非常强，化学性能稳定，而铜(紫铜)易被氧化腐蚀，化学性能不稳定，故将(Cu)2夹在镍膜(Ni)1和镍层(Ni)3之间，确保材料耐用、电磁波屏蔽吸收性能的稳定。
该合金无序网(窗)，若做电子设备的通风散热网(窗)，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(窗)做电子设备散热孔的网(窗)即可防外面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，同时具有三防效果。散热：以扩散为主，但也有热传导。防尘是因为该材料通气，但无直通效应，故可以防尘。
本发明的合金无序网窗的制备方法是，以海绵状泡沫塑料为基材，用化学镀(也称沉积法)或导电胶法或用磁控溅射的方法，使海棉状泡沫塑料基材镍金属化而获得第一层镍膜(Ni)1；海棉状泡沫塑料基材可以是1～4mm的厚度，最好是厚度为1.6～2.0mm的基材。在获得第一层镍膜后，使用电镀法镀第二层铜层(Cu)2和第三层镍层(Ni)3。还可以经过700～950℃退火去掉内应力，同时烧掉基材泡沫塑料，得到电磁屏蔽吸收散热海棉状泡沫合金无序网、窗。若内应力小，也可以不经过退火和烧掉泡沫塑料基材的过程，制得的海棉状泡沫合金无序网、窗具有同样的电磁屏蔽吸收效果。
在基材厚度一定的条件下其孔隙度越密得到的合金网(窗)其屏蔽与吸收效果越好；若基材厚度和孔隙度均一定的条件下，合金网(窗)的面密度(g/m2)越大屏蔽吸收效果越好，适当的基材的厚度，孔隙度和镍铜层厚度的比例可以得到屏蔽、吸收、散热的最佳值。因此建议海棉状泡沫塑料基材的厚度选择2mm左右，三层合金网的面密度最好是350g/m2～480g/m2。
在海棉状泡沫塑料基材厚度一定的条件，选用不同的孔隙度在工作带宽10HZ～2.5GHZ，面密度350g/m2～480g/m2的范围内可以根据需要得到40db～110db屏吸效果(即10-2～10-5的衰减系数)。
本发明的发明点，就是充分利用海棉状泡沫镍铜合金形成的“窝孔”的“无序性”和“无限(穷)多性”两大特性，结合电磁波“传播”和“反射”走直线路径的特点设计的，从而获得极佳的屏蔽吸收效果。所说的屏蔽过程：起到阻碍电磁波泄露和抗拒外界电磁波干扰，屏蔽过程中无能量转换；所说的吸收过程：将部分电磁波能量转换成热能。屏蔽吸收效果好，是因为海棉状泡沫镍铜合金形成的“窝孔”大小、数量、排列、窝孔壁面S的几何形状都是无序和无限的，特别每个壁面S的微小ΔS其法线方向也是无序和无限多的，电磁波在ΔS上的反射也将是杂乱无序和无限多次的，成为真正意义的“乱反射”。ΔS对电磁波每反射一次就阻碍其传播一次，同时将电磁(波)能量转换成热能一次，即吸收一次，这样宏观上就获得了极佳的屏蔽和吸收效果。
本发明的合金无序网(窗)无序多层，多方向对直线传播电磁波进行乱反射，每反射一次阻碍一次电磁波传播，也将部分电磁波的电磁能量转变热能一次，多次反射多次阻碍多次吸收最终起到电磁波屏蔽吸收作用。同时具备散热和三防，即防尘、防酸、防碱的作用。
具体实施方式
实施例1
选用孔隙度较密的基材制备该材料，其厚度1.8～2.0mm，基材用磁控溅射的方法获得第一层镍膜，再使用传统工艺的电镀法镀第二层铜层，并在短时间内用电镀法镀第三层镍层，得到合金网(窗)。制得的合金网(窗)面密度为350～480g/m2。测试表明，面密度为450g/m2的合金网(窗)实测屏蔽吸收效果可达110db(即衰减系数10-5)，其工作带宽10KHZ～2GHZ。散热三防效果良好。
实施例2
屏吸效果：基材厚度选用(1.6～2.0)mm，适当的选用孔隙度和面密度(g/m2)可根据用户的需要，在10KHZ～2.5GHZ带宽内获得40db～110db的屏吸效果。
Claims (2)
1、一种电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗，其特征在于，结构是海绵状泡沫板材，其孔隙壁由镍-铜-镍三层构成；海绵状泡沫板材的面密度是350g/m2～480g/m2。
2、一种权利要求1的电磁波屏蔽吸收散热合金无序网、窗的制备方法，以海棉状泡沫塑料为基材，用化学镀或导电胶法或用磁控溅射的方法，使海棉状泡沫塑料基材镍金属化而获得第一层镍膜，其特征在于，海棉状泡沫塑料基材的厚度是1.6～2.0mm；在获得第一层镍膜后，使用电镀法镀第二层铜层和第三层镍层。
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