RU2375851C2

RU2375851C2 - Method of making magnetic and electromagnetic shield

Info

Publication number: RU2375851C2
Application number: RU2007149333/09A
Authority: RU
Inventors: Тимофей Владимирович Песков (RU); Тимофей Владимирович Песков; Ольга Вячеславовна Васильева (RU); Ольга Вячеславовна Васильева; Павел Алексеевич Кузнецов (RU); Павел Алексеевич Кузнецов; Антон Владимирович Савич (RU); Антон Владимирович Савич; Артем Самвелович Саргсян (RU); Артем Самвелович Саргсян; Оксана Сергеевна Сергеева (RU); Оксана Сергеевна Сергеева; Борис Владимирович Фармаковский (RU); Борис Владимирович Фармаковский
Priority date: 2007-12-29
Filing date: 2007-12-29
Publication date: 2009-12-10
Also published as: RU2007149333A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention relates to a method of making magnetic and electromagnetic shields for shielding from magnetic fields at industrial frequency and electromagnetic fields in the radiofrequency range and can be used to provide for electromagnetic compatibility (EMC) of equipment in different industries, as well as for designing systems for protecting biological objects. The outcome is achieved due to that, a band of amorphous soft magnetic alloy is placed between two dielectric films with overlapping of not less than thickness of the tape. The assembly is then moulded using a laminator, where moulding temperature should be sufficient for double-sided attachment of the dielectric film with the metal band, but should not exceed decomposition temperature of the amorphous structure in the soft magnetic alloy.

EFFECT: due to 100% continuity, the finished material has shielding coefficient of not less than 200 and coefficient of attenuating electromagnetic energy of up to 10 dB/mm in the frequency range from 1 MHz to 40 GHz.

3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к способу получения магнитных и электромагнитных экранов для экранирования от магнитных полей промышленной частоты и электромагнитных полей радиочастотного диапазона и может применяться для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) технических средств в различных отраслях промышленности, а также для создания систем защиты биологических объектов.The invention relates to a method for producing magnetic and electromagnetic screens for shielding from magnetic fields of industrial frequency and electromagnetic fields of the radio frequency range and can be used to ensure electromagnetic compatibility (EMC) of technical means in various industries, as well as to create protection systems for biological objects.

В настоящее время для получения магнитных и электромагнитных экранов используется метод ткацкого плетения. Полученные таким образом экраны представляют собой тканые полотна. Используемый способ плетения гибкого электромагнитного экрана приводит к созданию полотна, состоящего из двух слоев аморфных лент. Однако если требуемый уровень экранирования достигается при использовании, например, одного слоя или трех слоев лент, то предлагаемым способом это осуществить не представляется возможным. Другим недостатком используемого способа является то, что при плетении в местах пересечения лент основы и утка могут образовываться отверстия размером до 1 мм, что приводит к уменьшению эффективности экранирования.Currently, the weaving method is used to obtain magnetic and electromagnetic screens. The screens thus obtained are woven fabrics. The used method of weaving a flexible electromagnetic screen leads to the creation of a fabric consisting of two layers of amorphous ribbons. However, if the required level of shielding is achieved using, for example, one layer or three layers of tapes, then the proposed method does not seem to be possible. Another disadvantage of the used method is that when weaving at the intersection of the tapes of the warp and weft, holes up to 1 mm in size can form, which reduces the shielding efficiency.

Известны различные способы получения гибких электромагнитных экранов, изложенные в патентах США №5775381, 6494235 и 7077167.Various methods are known for producing flexible electromagnetic screens as set forth in US Pat. Nos. 5,775,381, 6,494,235 and 7,077,167.

Наиболее близким к заявляемому способу и принятым нами за прототип является способ, изложенный в патенте США №5706867 «Метод плетения поперечных и продольных магнитных лент». В известном способе изготовление экранирующего материала осуществляется методом ткацкого плетения таким образом, что сначала формируется основа, а затем - уток.Closest to the claimed method and adopted by us for the prototype is the method described in US patent No. 5706867 "Method of weaving transverse and longitudinal magnetic tapes." In the known method, the manufacture of shielding material is carried out by the weaving method in such a way that the base is first formed, and then the weft.

Недостатком известного способа, как и указанных аналогов, является образование зазоров (магнитных дыр), которые приводят к значительному снижению эффективности экранирования.The disadvantage of this method, as these analogues, is the formation of gaps (magnetic holes), which lead to a significant decrease in the effectiveness of shielding.

Техническим результатом настоящего изобретения является разработка способа изготовления магнитных и электромагнитных экранов, имеющих 100% сплошность, что обеспечивает в готовом материале высокие коэффициенты экранирования и ослабления.The technical result of the present invention is the development of a method of manufacturing magnetic and electromagnetic screens having 100% continuity, which provides high shielding and attenuation coefficients in the finished material.

Технический результат достигается за счет того, что ленты аморфного магнитомягкого сплава укладываются между двух диэлектрических пленок внахлест с перекрытием не менее толщины ленты для обеспечения 100% сплошности. Затем сборка подвергается формованию при помощи ламинатора, причем температура формования должна быть достаточной для двухстороннего склеивания диэлектрической пленки с металлической лентой, но не должна превышать температуру деградации аморфной структуры в магнитомягком сплаве во избежание снижения эффективности экранирования.The technical result is achieved due to the fact that the tapes of an amorphous soft magnetic alloy are stacked between two dielectric films overlapping with overlapping at least the thickness of the tape to ensure 100% continuity. Then the assembly is molded using a laminator, and the molding temperature should be sufficient for double-sided bonding of the dielectric film with a metal tape, but should not exceed the temperature of degradation of the amorphous structure in the soft magnetic alloy in order to avoid a decrease in screening efficiency.

Пример конкретного выполнения: ленты аморфного магнитомягкого сплава системы Co-Fe-Ni-Cr-Mn-Si-B толщиной 20 мкм и шириной 20 мм укладываются на полиэтиленовую диэлектрическую пленку толщиной 32 мкм и шириной 500 мм внахлест с перекрытием не менее толщины ленты, накрывают сверху еще одной аналогичной полиэтиленовой пленкой; затем всю сборку подвергают совместному формованию с помощью ламинатора марки Surelam PRO-500D при температуре 100°С и скорости ламинирования 10 м/мин.An example of a specific implementation: tapes of an amorphous soft magnetic alloy of the Co-Fe-Ni-Cr-Mn-Si-B system with a thickness of 20 μm and a width of 20 mm are laid on a polyethylene dielectric film 32 μm thick and 500 mm wide with an overlap with an overlap of at least the thickness of the tape, cover on top of another similar plastic wrap; then the entire assembly is subjected to joint molding using a Surelam PRO-500D brand laminator at a temperature of 100 ° C and a lamination speed of 10 m / min.

Технический эффект от применения предлагаемого способа выражается в том, что за счет получения 100% сплошности в готовом материале обеспечивается коэффициент экранирования не менее 200 и ослабление уровня электромагнитной энергии до 10 дБ/мм в диапазоне частот от 1 МГц до 40 ГГц (таблица).The technical effect of the application of the proposed method is expressed in that by obtaining 100% continuity in the finished material, a screening coefficient of at least 200 and attenuation of the level of electromagnetic energy to 10 dB / mm in the frequency range from 1 MHz to 40 GHz are provided (table).

ТаблицаTable СпособWay Параметры способаMethod Parameters СвойстваThe properties ТемператураTemperature Величина нахлестаOverlap СплошностьContinuity Коэффициент экранированияShielding factor Коэффициент ослабления уровня электромагнитной энергииElectromagnetic energy attenuation coefficient Диапазон частотFrequency range ЗаявляемыйThe claimed 100°С100 ° C Не менее 20 мкмNot less than 20 microns 100%one hundred% ≥200≥200 ≤10 дБ/мм≤10 dB / mm 1 МГц до 40 ГГц1 MHz to 40 GHz Без нахлестаNo overlap 100°С100 ° C отсутствуетabsent ≤75%≤75% ≤75≤75 ≤5 дБ/мм≤5 dB / mm 1 МГц до 40 ГГц1 MHz to 40 GHz ПрототипPrototype комнатнаяroom отсутствуетabsent ≤75%≤75% ≤50≤50 ≤2-3 дБ/мм≤2-3 dB / mm 1 МГц до 40 ГГц1 MHz to 40 GHz Примечания:
1. При использовании экрана, полученного заявляемым способом, на криволинейную поверхность не нарушается сплошность экрана и обеспечивается неизменный коэффициент экранирования и ослабления как на плоских, так и на криволинейных участках поверхности.
2. При использовании экрана, полученного заявляемым способом без нахлеста, на криволинейную поверхность сплошность экрана не изменяется, но наличие зазоров резко снижает эффективность экранирования.
3. При использовании экрана, полученного способом по прототипу, на криволинейную поверхность сплошность экрана уменьшается, что приводит к резкому снижению эффективности экранирования.Notes:
1. When using a screen obtained by the claimed method, the continuity of the screen is not violated on a curved surface and a constant shielding and attenuation coefficient is provided on both flat and curved surface sections.
2. When using a screen obtained by the claimed method without overlap, the continuity of the screen does not change on a curved surface, but the presence of gaps sharply reduces the effectiveness of shielding.
3. When using a screen obtained by the method of the prototype on a curved surface, the continuity of the screen is reduced, which leads to a sharp decrease in the effectiveness of shielding.

Claims

1. A method of producing magnetic and electromagnetic screens using tapes of magnetically soft alloys, characterized in that the tapes are placed on an insulating film with an overlap overlapping at least the thickness of the tape itself, covered with another dielectric film on top and subjected to joint molding (for example, using a laminator), moreover, the molding temperature should be sufficient for double-sided bonding of the dielectric film with a metal tape.

2. The method according to claim 1, characterized in that for the production of screens, tapes of soft magnetic alloys with an amorphous structure are used.

3. The method according to claim 1, characterized in that the technological temperature of the molding should not exceed the temperature of degradation of the amorphous structure in a soft magnetic alloy.