非晶合金層狀屏蔽材料的設計與制備2010-09-02大學生創新性實驗計劃項目申請答辯申請人：高志明，牛春興，張璠指導老師：李金山教授，寇宏超副教授主要內容研究背景國內外研究現狀研究內容與方案關鍵技術與創新成果形式團隊與經費預算研究基礎研究背景電磁輻射的危害電磁干擾破壞或降低電子設備的工作性能；電磁干擾能量可能引起易燃易爆物的起火和爆炸，造成武器裝備失靈，帶來巨大的經濟損失和人員的傷亡.電磁泄漏由于電磁輻射而導致的信息泄漏電子干擾飛機電磁波輻射嚴重損害人體健康，長期的電磁輻射會傷害人的視覺，心血管等，還可能導致癌癥電磁環境污染電磁輻射給人類社會的安全帶來了嚴重隱患，危機國家政治、經濟、軍事等方面的秩序和安全。電磁屏蔽材料是實現電磁屏蔽技術的物質基礎，研究和開發新型電磁屏蔽材料日益受到關注。電磁波屏蔽技術是利用電磁屏蔽材料對信息設備及其所處環境進行防護的技術，在防護電磁信息泄密方面發揮重要作用。據報道，某新型通訊檢測車到實驗室做抗干擾能力測試，廠家在研制過程中下了不少工夫，對測試信心十足。沒想到，實驗室開出的測試報告是：不合格。問題出在一個細節上：車上裝配的某型筆記本鍵盤的電磁屏蔽性能不合格，引發整機在干擾狀態下無法正常工作。近兩年，一大批新型國產車輛裝備陸續列裝部隊。實驗室和天津軍事交通學院汽車工程系合作，開展復雜電磁環境下車輛裝備性能變化、損傷規律與對策研究。研究結果出人意料：在戰時的復雜電磁環境下，一些車輛裝備的電子控制單元因抗干擾能力弱，出現打不著火、雨刮器失靈等多種故障。他們據此建議，在關鍵部位加裝電磁屏蔽、過濾裝置，引起有關部門的重視。電磁屏蔽材料的研究日益受到關注屏蔽是通過由金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區域內的一種方法。電磁屏蔽原理控制內部輻區域的電磁場，不使其越出某一區域防止外來的輻射進入某一區域目的屏蔽效能國內外研究現狀頻率范圍10KHz~500KHz1MHz~500MHz500MHz~40GHz屏蔽類型磁屏蔽電屏蔽電磁屏蔽利用低電阻率的金屬材料中產生的渦流，形成外來電磁波的抵消作用達到屏蔽的效果。高磁導率，使磁力線限制在屏蔽體內部，防止擴散到屏蔽空間。材料要求寬頻（高頻+低頻），往往采用不同的金屬材料組成多層屏蔽體。銅，鋁，銅合金，銅銀合金，箔片，絲網，導電塑料，導電涂料等。純鐵，鐵硅合金，坡莫合金，鐵鋁合金，鐵系非晶，鈷系非晶等。傳統電磁屏蔽材料第一條“防電磁干擾屏蔽銅片”能夠有效地過濾和隔離顯卡供電模塊所產生的電磁輻射干擾，從而讓高頻、集成度越來越高的GPU和顯存穩定、高速地處理3D圖形數據；第二條“防電磁干擾屏蔽銅片”,能夠屏蔽各種電子元件在高頻產生的電子噪音和電磁干擾，加強輸出端信號的純凈度，確保用戶體驗到無以倫比的DX10圖像效果。防電磁干擾屏蔽銅片表面導電膜屏蔽材料導電塑料主要是利用磁旁路原理來引導場源所產生的電磁能流使它不進入空間防護區。

1976年第一次報道了用非晶態軟磁合金做磁屏蔽材料。俄羅斯中央黑色冶金研究院借助于電解沉積的方法，將非晶軟磁合金沉積在坡莫合金和鋼板上，形成厚度一般是10～20μm,擁有較高的電磁場衰變能力(H分量不小于60dB,E分量不小于90dB)的Ni2P非晶鍍層，在10kHz～30MHz范圍內的屏蔽效果尤為良好。傳統電磁屏蔽材料非晶合金涂層只能屏蔽狹窄頻率范圍內的電磁波，應用范圍有限結構設計材料創新制備技術創新屏蔽效能輕質、高性能、結構功能一體化

高的比強度良好的耐磨/蝕性獨特的物理性質可精確近終成形非晶合金與電磁屏蔽材料Fe-Co基軟磁性非晶合金有望成為一種重要的低頻電磁屏蔽材料Fe-Co基非晶合金優異的力學性能寬的過冷液相區優良的軟磁性能超塑性Schematicofmultilayeredcoating100kHz-10MHz屏蔽材料的發展趨勢－多層化1#-銅箔+銅箔+非晶帶材；2#-銅箔+非晶帶材+銅箔Surface&CoatingsTechnology201(2006)3775–37822種結構復合材料電磁屏蔽效能(SE)測試結果50kHz-1500MHz王新林等用鈷基非晶合金為中國科學院地球物理所制作了較大型屏蔽室(750×750×750m3)，屏蔽室屏蔽因子達到34.4，取得了很好的屏蔽效果，且重量輕、結構簡單、降低了屏蔽室造價。非晶合金屏蔽零件的制備Bulkmetallicglassmagnetic-shieldingsheetsforlaptopPCs結構︱功能一體化研究內容軟磁性Fe-Co-基非晶合金的成分優化及制備(Fe,Co)–Mo/Nd–B–C–P–Si非晶形成能力非晶、納米晶穩定性軟磁性能過冷液相區熔煉鈕扣錠→甩帶→非晶薄帶→成分優選→噴鑄/吸鑄→板狀試樣熔煉鈕扣錠→甩帶→非晶薄帶→成分優選→高能球磨→非晶粉末→熱壓成形非晶板GFA大GFA小研究內容Fe-Co-基非晶-Cu層狀材料的超塑成形/擴散連接工藝優化關鍵技術及創新高性能Fe-Co-基塊體非晶合金的制備Fe-Co-基非晶合金-Cu層狀材料的超塑成形/擴散連接制備技術

關鍵技術關鍵技術及創新創新點新材料結構功能一體化新技術預期成果CUBMG一種適合寬頻應用的Fe-Co基非晶-Cu層狀電磁屏蔽材料發表學術論文1-2篇結題總結報告時間安排研究內容2010.9-2010.11Fe-Co基非晶合金的成分優化2010.12-2011.2Fe-Co基塊體非晶合金屏蔽材料的制備2011.3-2011.5層狀復合材料的制備工藝探索2011.6-2011.9材料綜合性能測試及結構優化2011.9-2011.10撰寫總結報告及結題驗收2011.11-2012.1論文發表及成果推廣進度安排非晶合金/輕合金層狀材料過冷液相區半固態成形超塑熱擠壓成形/擴散連接技術剪切強度2-17MPaJOM,December2009CuBMGCuBMG研究基礎高真空電弧熔煉及吸鑄設備單輥旋淬及噴鑄設備超塑成形/擴散連接實驗裝置高能球磨機納米粉連續制備及加壓固結設備真空管式熱處理爐超高溫DSC熱分析儀X射線衍射儀MTS試驗機設備條件理論準備了解屏蔽原理，屏蔽材料的研究現狀、應用背景、屏蔽效能等問題了解鐵基非晶的制備、成型的理論工藝了解非晶層狀復合材料的加工工藝，原理屏蔽理論非晶制備、成型非晶復合工藝探索研究團隊及經費預算指導老師：李金山教授，博士生導師寇宏超副教授，長期從事非晶合金材料研究團隊成員：

高志明，牛春興，張璠依托實驗室：西北工業大學凝固技術國家重點實驗室

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