本文關鍵詞：鎂合金電磁屏蔽性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：日益增多的電子產品及電氣設備使得電磁輻射污染越發(fā)嚴峻,急需發(fā)展高效屏蔽材料。鎂合金是一種潛在在電磁屏蔽材料,其與傳統(tǒng)金屬屏蔽材料相比,具有密度低,質量輕,比強度高的優(yōu)勢;與泡沫屏蔽材料、涂層、復合屏蔽材料相比,具有優(yōu)良的力學性能、電磁屏蔽性能且對環(huán)境友好,還可用做工程結構材料。然而,國內外關于鎂合金電磁屏蔽性能的研究十分有限,影響因素及相關屏蔽機理還不清楚。本文通過矢量網(wǎng)絡分析儀與法蘭同軸夾具組成的系統(tǒng),按照ASTM-D4935-10標準測試了鎂合金在30~1500MHz頻率范圍內的屏蔽性能;研究了合金元素對二元及三元鎂合金電磁屏蔽性能的影響規(guī)律;探討了晶粒度、織構及第二相與鎂合金電磁屏蔽性能之間的關系;模擬計算了鎂合金的電磁屏蔽性能并與實驗結果進行了對比分析;提出了高性能鎂合金屏蔽材料的設計思路。論文的研究成果有利于推動鎂合金材料在電磁兼容領域的應用,具有重要的理論參考價值和工程應用意義。研究結果如下:①在鑄態(tài)和固溶態(tài)下,所選5組二元合金的電導率隨成分的增加而逐漸降低,電磁屏蔽性能隨測試頻率的增加而波動遞減。固溶原子在鎂基體里的 比電阻率‖(即每添加一原子百分比溶質原子導致的電阻率的增加值)及其對鎂合金電磁屏蔽性能的影響大小滿足以下相同的規(guī)律:ZnAlSnYGd(at.%)。其中,溶質原子與Mg原子的體積差異率、溶質原子的化合價及核外電子分布等因素的綜合作用是導致這種差異的主要原因。②在ZA系合金中,合金的電導率隨著Zn/Al比的增加而增加;在ZW系合中,合金的電導率隨著Y/Zn比的增加而降低。合金元素對三元鎂合金電導率的影響滿足ZnAlY的規(guī)律。當入射電磁波處于低頻段時,ZA及ZW系合金的電磁屏蔽效能與其對應電導率變化趨勢一致,且隨著頻率的增加,SE值快速降低。這歸因于Zn、Al、Y對鎂基體電導率影響程度不同,導致在低頻時對電磁波的反射損耗SER不同。當入射電磁波在高頻段時,ZA及ZW合金的電磁屏蔽效能與電導率變化趨勢不同,而是隨著合金元素含量的增加先升高后降低,且隨著頻率的增加,SE值緩慢降低并趨于穩(wěn)定。這歸因于合金元素增加使得第二相含量上升,進而增加了合金內部高阻抗不連續(xù)界面的面積,導致在高頻階段時多重反射損耗SEB及吸收損耗SEA的上升,一定程度上彌補了SER降低帶來的影響。③鎂合金晶粒尺寸增大會減小合金內部的晶界面積,導致合金內部對入射電磁波的多重反射損耗SEB減小,進而降低合金的屏蔽性能,但降低幅度較低,通常可以忽略。鎂合金織構從原始態(tài)的隨機織構轉變?yōu)榛婵棙嫊r,合金的屏蔽效能得到顯著提升;若基面織構強度進一步增加,屏蔽效能也隨之少量提高。這是由于基面織構提高了合金表面與空氣的阻抗不匹配程度,從而提高了合金對入射電磁波的反射損耗SER,進而提高了合金的屏蔽性能。④鎂合金中的第二相類型的變化對鎂合金電磁屏蔽性能造成的影響不顯著。當?shù)诙嗪吭黾訒r,會導致鎂合金屏蔽性能的升高,特別是在高頻范圍內;但若第二相含量過多,將導致合金電導率降低,從而降低合金的電磁屏蔽性能。時效析出的均勻彌散分布的第二相相比鑄態(tài)中沿晶界析出的第二相,更有利于對入射電磁波的損耗,從而可通過時效處理來提高合金的電磁屏蔽性能。垂直于電磁波入射方向取向分布的第二相,相比于其它方向分布的第二相對入射電磁波的衰減效率更高。⑤等效傳輸線屏蔽理論只能定性的預測屏蔽材料的屏蔽性能,與實驗測試結果相差很大,且隨著入射電磁波頻率的升高,理論計算值與實際測試值偏差越大。高性能電磁屏蔽鎂合金材料的設計需要從合金元素的選擇、織構及第二相的調控等方面著手。
【關鍵詞】：鎂合金 電磁屏蔽 電導率 合金元素 織構 第二相
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.22
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 緒論10-28
• 1.1 電磁屏蔽材料的研究現(xiàn)狀10-22
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 屏蔽原理11-17
• 1.1.3 測試方法17-18
• 1.1.4 研究現(xiàn)狀18-22
• 1.2 鎂合金電磁屏蔽性能研究現(xiàn)狀22-25
• 1.2.1 鎂合金的基本性質22-23
• 1.2.2 鎂合金電磁屏蔽材料的優(yōu)勢23-24
• 1.2.3 鎂合金電磁屏蔽性能研究現(xiàn)狀24-25
• 1.3 課題研究目的及意義25-26
• 1.4 研究內容及成果26-28
• 1.4.1 研究內容26-27
• 1.4.2 技術路線27
• 1.4.3 成果及創(chuàng)新點27-28
• 2 Mg-X二元合金的電磁屏蔽性能28-50
• 2.1 引言28
• 2.2 實驗材料及方法28-32
• 2.2.1 合金設計28-29
• 2.2.2 合金制備29
• 2.2.3 合金固溶處理29-30
• 2.2.4 分析測試方法30-32
• 2.3 二元合金的組織及電磁屏蔽性能32-44
• 2.3.1 Mg-Zn32-34
• 2.3.2 Mg-Al34-36
• 2.3.3 Mg-Sn36-39
• 2.3.4 Mg-Y39-41
• 2.3.5 Mg-Gd41-44
• 2.4 分析與討論44-48
• 2.5 本章小結48-50
• 3 Mg-Zn-X三元體系電磁屏蔽性能50-68
• 3.1 引言50
• 3.2 實驗材料及方法50-52
• 3.2.1 合金設計50
• 3.2.2 合金制備50-51
• 3.2.3 分析測試方法51-52
• 3.3 Mg-Zn-Al合金的組織及電磁屏蔽性能52-58
• 3.3.1 顯微組織52-56
• 3.3.2 電磁屏蔽性能56-58
• 3.4 Mg-Zn-Y合金的組織及電磁屏蔽性能58-65
• 3.4.1 顯微組織58-63
• 3.4.2 電磁屏蔽性能63-65
• 3.5 分析與討論65-67
• 3.6 本章小結67-68
• 4 晶粒度及織構對鎂合金電磁屏蔽性能的影響68-84
• 4.1 引言68
• 4.2 實驗材料及方法68-70
• 4.2.1 合金設計及制備68
• 4.2.2 合金的軋制變形68-69
• 4.2.3 分析測試方法69-70
• 4.3 晶粒度對鎂合金電磁屏蔽性能的影響70-74
• 4.3.1 顯微組織70-72
• 4.3.2 電磁屏蔽性能72-74
• 4.4 織構對鎂合金電磁屏蔽性能的影響74-78
• 4.4.1 顯微組織74-76
• 4.4.2 電磁屏蔽性能76-78
• 4.5 分析與討論78-82
• 4.5.1 晶粒度對電磁屏蔽性能的影響機理78-79
• 4.5.2 織構對電磁屏蔽性能的影響機理79-82
• 4.6 本章小結82-84
• 5 第二相對鎂合金電磁屏蔽性能的影響84-104
• 5.1 引言84
• 5.2 實驗材料及方法84-85
• 5.3 第二相含量及形態(tài)對鎂合金電磁屏蔽性能的影響85-88
• 5.3.1 顯微組織85-87
• 5.3.2 電磁屏蔽性能87-88
• 5.4 第二相類型對鎂合金電磁屏蔽性能的影響88-90
• 5.4.1 顯微組織88-89
• 5.4.2 電磁屏蔽性能89-90
• 5.5 第二相取向對鎂合金電磁屏蔽性能的影響90-100
• 5.5.1 顯微組織90-96
• 5.5.2 電磁屏蔽性能96-100
• 5.6 分析討論100-103
• 5.6.1 第二相含量及形態(tài)對屏蔽性能的影響機理100-102
• 5.6.2 第二相類型對屏蔽性能的影響機理102
• 5.6.3 第二相取向對屏蔽性能的影響機理102-103
• 5.7 本章小結103-104
• 6 鎂合金電磁屏蔽性能的模擬計算與實驗對比分析104-118
• 6.1 引言104
• 6.2 屏蔽性能模擬計算104-111
• 6.2.1 單一均勻平面屏蔽體模型104-107
• 6.2.2 多重均勻平面屏蔽體模型：107-111
• 6.3 屏蔽效能計算值與實際值對比111-114
• 6.4 高屏蔽性能鎂合金的設計思路114-117
• 6.5 本章小結117-118
• 7 結論與展望118-122
• 7.1 主要結論118-119
• 7.2 后續(xù)研究工作的展望119-122
• 致謝122-124
• 參考文獻124-136
• 附錄136
• A. 作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文目錄136
• B. 作者在攻讀學位期間申請的專利目錄136

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙永昌;打印機的電磁兼容研究[D];華東師范大學;2011年

  本文關鍵詞：鎂合金電磁屏蔽性能的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：304432