隨著現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展, 電磁波引起的電磁干擾(EMI)和電磁兼容(EMC)問題日益嚴(yán)重，因此, 探索高效的電磁屏蔽材料, 防止電磁波引起的電磁干擾和電磁兼容問題, 對于提高電子產(chǎn)品和設(shè)備的安全可靠性, 提升國際競爭力, 防止電磁脈沖武器的打擊, 確保信息通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、傳輸系統(tǒng)、武器平臺等的安全暢通均具有重要的意義。鑒于電磁屏蔽材料在社會生活、經(jīng)濟建設(shè)和國防建設(shè)中的重要作用, 其研發(fā)愈發(fā)成為人們關(guān)注的重要課題。

（一）鐵磁材料和金屬良導(dǎo)體材料

鐵磁材料和金屬良導(dǎo)體材料是常用的屏蔽材料。鐵磁材料適用于低頻(100kHz 以下)磁場的屏蔽, 其作用原理是利用鐵磁材料高的磁導(dǎo)率引導(dǎo)磁力線通過高穿透材料并在附近空間降低磁通密度而達(dá)到磁屏蔽的目的。常用的鐵磁材料有純鐵、硅鋼、坡莫合金(鐵鎳合金)等。坡莫合金的電磁屏蔽效果要比其它幾種優(yōu)越得多, 坡莫合金有3個主要的成分, 即78%Ni、65%Ni和50%Ni,其中78%Ni坡莫合金的磁導(dǎo)率要比另外兩種高得多, 達(dá) 3×104～1.2×105量級。坡莫合金對應(yīng)力較敏感, 且磁性能與熱處理關(guān)系極大, 而提供使用的材料是未經(jīng)熱處理的, 所以使用時必須了解和掌握熱處理工藝。新出現(xiàn)的鐵-鈷(Fe-Co)合金、鐵鋁合金也是軟磁合金材料, 可用于低頻磁場的屏蔽。

因鐵磁性材料電導(dǎo)率小而不適合高頻電磁場的屏蔽, 金屬良導(dǎo)體具有較高的電導(dǎo)率適合高低頻電磁場以及靜電場的屏蔽。電磁屏蔽中電導(dǎo)率成為選擇屏蔽材料的主要依據(jù)，最常用的是鋼板、鍍鋅薄鋼板、銅板、鋁板等電導(dǎo)率好的材料。金屬屏蔽材料還具有優(yōu)良的力學(xué)性能, 但是其密度大、易腐蝕、不易加工等缺點明顯, 局限性較大。

（二）表面敷層薄膜屏蔽材料

表面敷層薄膜屏蔽材料是使塑料等絕緣體的表面附著一層導(dǎo)電層, 從而達(dá)到屏蔽的目的, 屬于以反射損耗為主的屏蔽材料。常用的制備方法包括化學(xué)鍍金、真空噴鍍、濺射、金屬熔射以及貼金屬箔等。這類表層導(dǎo)電薄膜屏蔽材料普遍具有導(dǎo)電性能好、屏蔽效果明顯等優(yōu)點, 其缺點是表層導(dǎo)電薄膜附著力不高, 容易產(chǎn)生剝離, 二次加工性能較差。

(1)化學(xué)鍍金

化學(xué)鍍金是采用非電解電鍍法把金屬 Ni、Fe- Ni或 Cu/Ni 等鍍到 ABS 等工程塑料表面。該方法是目前塑料表面金屬化用得最多、效果更好的一種方法, 也是目前唯一不受殼體材料形狀及大小限制且能獲得厚度均勻?qū)щ妼拥姆椒?。目前常用的塑料是電鍍?ABS 工程塑料, 鍍層采用鎳或銅鎳復(fù)合鍍層。在 30MHz～1.0GHz 范圍內(nèi), 一般采用化學(xué)鍍鎳鍍層, 屏蔽效果已達(dá) 60dB 左右, 對于要求更高的可以采用鍍銅作底層鍍鎳作面層的復(fù)合鍍層, 單獨的銅鍍層也能達(dá)到較好的屏蔽效果, 但是由于銅在空氣中容易氧化, 抗腐蝕性能差而不能單獨使用, 這種復(fù)合鍍層屏蔽效果可達(dá) 90dB 以上?；瘜W(xué)鍍金的優(yōu)點是效果好, 不受殼體形狀和大小的限制,鍍層均勻附著力強, 可批量生產(chǎn)且成本低; 缺點是適宜電鍍的塑料品種較少。改進方法包括通過共混改性技術(shù)使 ABS與其它塑料形成塑料合金、塑料表面接枝、表面化學(xué)處理等使某些難于電鍍的塑料能夠電鍍, 從而擴展這類材料的應(yīng)用范圍。

(2)真空鍍金

真空鍍金是在真空容器中把 Al、Gr、Cu 等低沸點金屬氣化, 并使其在塑料表面凝結(jié)而形成均勻的金屬導(dǎo)電膜。真空鍍金可適用于各種塑料, 鍍層導(dǎo)電性好、沉積速度快, 但是真空容器大小限制了塑料制品的大小, 對平坦表面處理效果較好, 對于復(fù)雜形狀表面則成膜厚度的均勻性難于控制。為了提高鍍層與塑料的粘附力, 必須使塑料表面保持高度清潔, 不受污染。通常預(yù)先將塑料表面進行預(yù)處理, 去除雜質(zhì),使處理后的表面變得粗糙, 以提高金屬鍍層的粘附性。預(yù)處理方法大致有噴鐵砂清潔處理、化學(xué)浸蝕和涂底漆 3 種。其中涂底漆法是一種比較好的預(yù)處理方法, 它既不需要特殊的噴砂設(shè)備, 生產(chǎn)速度也較快, 并且也不會造成危害性較大的化學(xué)污染。對于聚烯烴類塑料在噴鍍前需進行電暈處理, 以提高表面氧化基團的含量和極性。

(3)濺射鍍金

濺射鍍金是在真空容器中將氬離子用高能量沖擊到金屬上使金屬氣化, 然后在塑料織物等的表面形成金屬薄膜。濺射鍍金也能適用于各種塑料, 與真空鍍金法相比, 其鍍層金屬與塑料的粘附力一般要更強一些, 但是其設(shè)備費用高昂, 也同樣存在真空鍍金法所存在的優(yōu)缺點。

(4)金屬熔射

金屬熔射法是將金屬在電弧高溫下瞬間熔融后立即用高壓空氣將熔融金屬吹成霧狀噴到塑料表面上。將金屬 Zn經(jīng)電弧高溫熔化后用高速氣流將其以極細(xì)的顆粒狀粉末吹到塑料表面, 形成一層極薄的金屬層, 厚度約 50μm, 具有良好的導(dǎo)電性, 體電阻率可達(dá) 10-2Ω·cm 以下, 屏蔽效果約為60~120dB。金屬熔射法的缺點是鍍 Zn 層與塑料之間的粘附力較差, 鍍層容易脫落, 需要特殊的熔射裝置。

(5)貼金屬箔

貼金屬箔復(fù)合屏蔽材料是將金屬箔或復(fù)合金屬箔等與塑料薄板、薄片或薄膜先用粘接劑粘合在一起, 再用層壓法壓制成型, 可制作軟質(zhì)和硬質(zhì)的屏蔽材料。金屬箔可以貼在表面, 也可貼在兩層塑料之間。其優(yōu)點是方法簡單易行、粘接強度高、不易部分脫落, 而且導(dǎo)電性能良好, 屏蔽效果可達(dá)70dB 以上, 但是對于復(fù)雜形狀則施工操作非常困難。