0 前言

當今社會，隨著現代電子工業的高速發展和各類電子產品的普遍使用，移動通訊、廣播、雷達、磁療、計算機等等已成為人們日常生活中經常接觸的同時，使電磁波輻射成為了一種新的社會公害。電磁輻射會影響人們的身體健康，并且會對周圍的電子儀器設備造成嚴重干擾，使它們的工作程序發生序亂，產生錯誤動作;同時，電磁輻射會泄露信息，使計算機等儀器無信息安全保障。為此，許多發達國家及國際組織近年都制定了相應的法規及標準，如德國的VDE法規、美國的FCC法規以及國際無線電抗干擾特別委員會(ISPR)制定的國際標準和實驗方法等，以限制電子公害的發展[1～3]。

電磁屏蔽混凝土是通過對混凝土進行改進而得到的一種防護或遮擋電磁波的混凝土，主要作用是防止建筑內部電磁信號的泄露和外部的電磁干擾。隨著公眾無線通訊與電子電器設備的廣泛應用，帶來的電磁環境惡化以及電磁信號泄露失密的威脅日益嚴重，這就為混凝土遮擋電磁波提出了更高的要求，故該研究將更趨活躍。

1 電磁屏蔽材料的種類以及屏蔽原理

1.1 電磁屏蔽材料的種類

當前，電磁屏蔽材料的研究主要集中在：型新復合抗電磁干擾(EMI：Electro-Magnetic-Interference)材料，納米抗EMI材料，六角抗EMI材料、多層片式濾波器中使用的低溫燒結NiZnCu 鐵氧體材料，以及片式電感的制作以及多層片式濾波器。

目前，電磁屏蔽材料主要有鐵磁類、良導體類、復合類三類[4]，電磁屏蔽材料的分類見表1：

表1電磁屏蔽材料的分類

種類 鐵磁類 良導體類 復合類

金屬鐵磁材料 金屬薄板材 導電橡膠橡膠芯金屬箔襯墊

材料 鐵氧體材料 金屬絲網 導電塑料導電涂料型材

1.2 電磁屏蔽原理

電磁屏蔽主要用來防止高頻磁場的影響，從而有效地控制電磁波從某一區域向另一區域進行輻射傳播。其基本原理是：采用低電阻的導體材料，并利用電磁波在屏蔽到體表面的反射和在導體內部的吸收以及傳輸過程的損耗而產生屏蔽作用，通常用屏蔽效果(SE)表示[5]。屏蔽效果(SE)為沒有屏蔽時入射或發射電磁波與在同一地點經屏蔽后反射或透射電磁波的比值，即為屏蔽材料對電磁信號的衰減值，其單位用貝(dB)表示，可寫成如下的方程式[6]：

SE=20log(Eb/Ea)

SE=20log(Hp/Ha) ⑴

SE=20log(Pb/Pa)

式中，Eb\Ea為屏蔽前、后的電場強度，Hb\Ha為屏蔽強、后的磁場強度，Pb、Pa 為屏蔽前、后的能量場強度。

衰減值越大，表明屏蔽效果更好。根據Schelkunoff電磁屏蔽理論，材料的屏蔽效果可用下示表示：

SE=R+A+B ⑵

式中 R——電磁波到達屏蔽體表面時，由波阻抗的突變引起的電磁波單次反射損耗;

A——未被電磁屏蔽體表面反射而進入屏蔽材料內部的電磁波，不斷被屏蔽材料吸收和衰減而引起的電磁波吸收損耗;

B——在屏蔽材料內部尚未損耗掉的電磁波在屏蔽體的兩個界面建多層反射而引起的電磁波多次

反射損耗修正項。

當A﹥10dB時，B可忽略不計。式⑵可表示為：

SE=R+A ⑶

式中

R=168-10log(μγf/αγ) ⑷

A=1.31t(fαγμγ)1/2 ⑸

由式中⑷、⑸可知，對于銀、銅、鋁等良導體，αγ大，則R值大，即在高頻電磁場的屏蔽作用主要取決于表面反射損耗，且金屬的αγ越大，屏蔽效果越好;而對于貼和鐵銹合金等高磁導率材料，μγ大則A值大，這表明當屏蔽材料衰減的是低頻電磁場是，吸收損耗將起主要作用。因此，凡作低頻屏蔽的導電層必須具有良好的電導率和磁導率，并且要有足夠的厚度。

通常，屏蔽效果的具體分類為[7]：0dB～10dB幾乎沒有屏蔽作用;10dB～30dB有較小的屏蔽作用;30dB～60dB為中等屏蔽效果，可用于一般工業或商業用電子設備;60dB～90dB屏蔽效果較高，可用于航空天及軍用儀器設備的屏蔽;90dB以上的屏蔽材料則具有最佳屏蔽效果，適用于要求苛刻的高精度、高敏感度產品。根據實用需求，對于大多數電子產品的屏蔽材料，在30赫茲～1000赫茲頻率范圍內，其SE至少達到35dB以上(相對應的體積電阻率在10u.㎝以下)，就認為是有效的屏蔽。