简介

电磁屏蔽水泥是一种电磁屏蔽材料，尤其是涉及一种电磁屏蔽水泥。其所采用的技术方案是：先将60%-90%的硅酸盐水泥熟料和3%-5%的天然石膏粉磨成水硬性胶凝材料，然后加入3%-30%的导电碳黑或导电碳纤维，进行混合搅拌，最后制成电磁屏蔽水泥。厚度为0.3cm的电磁屏蔽水泥，屏蔽效能最低为18.1dB，衰减量最低87.6%，其屏蔽效能和衰减量随厚度的增加而增加。

必要性

随着电子、电器与无线通讯设备的普及，其发射的大量电磁波使人们生活在电磁污染笼罩的环境中，电磁辐射已成为人类的第五大污染源，严重危害人们的健康和生存环境。同时各类电磁波的干扰容易导致非运动军事目标的通信中断和功能紊乱，而且电磁波的传播还容易导致商业及政治机密的泄漏。因此，一些经济发达国家和国际组织已经颁布了控制电磁波干扰的法规。如美国联邦通讯委员会的FCC法规、德国电气技术协会的 VDE 法规、国际无线电抗干扰特别委员会CISPR的国际标准等；1998 年我国开始推行抑制电磁波干扰的电磁兼容标准，并从 2000 年起强制执行。

目前研究的电磁屏蔽材料主要用在电子与电讯工业中，通过涂覆在电子设备和建筑物的表层，构成电磁屏蔽层，实现屏蔽目的。这就要求该涂料的密度小、涂层要薄；但在使用一段时间后涂层易剥落，且施工麻烦，成本增加。而针对民用建筑物的防电磁辐射和军用固定目标及军事设施的防电磁干扰与信息泄密等问题，采用结构型的电磁屏蔽水泥将能克服上述缺陷。

屏蔽机理

所谓电磁辐射就是能量以电磁波的形式从发射源发射到空间，而电磁屏蔽则是阻止电磁辐射传递的一种方法，它是通过一定手段阻止电磁波从一个界面传递到另一个界面。电磁屏蔽按照其屏蔽机理主要分为三种类型：电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。电屏蔽的主要机理是用屏蔽体来减小干扰源和感受器之间的分布电容，从而削弱干扰源对感受器的影响；磁屏蔽的机理是利用高磁导率材料的磁分路作用，减小屏蔽体内部空间的磁场；电磁屏蔽则是限制电磁波从屏蔽材料的一侧空间向另一空间传递。

根据 Schelkunoff 的电磁屏蔽理论，电磁屏蔽效果可用下式表示：

式中：—— 电磁波能量的反射损耗；

——电磁波能量的吸收损耗；

——电磁波在材料内部发生多次反射和多重散射时的损耗。

Chung 认为屏蔽的首要机制是反射，其次是吸收，最后是多重反射。电磁波的反射需要运动电荷载体（自由电子或空穴），这要求屏蔽体具有一定的导电性，但电导率不是屏蔽的判断标准。屏蔽对导电通路不作要求，但良好的导电通路能够增强屏蔽效能。反射损耗是材料相对电导率和相对磁导率比值的函数，它随着电磁波频率的增加而降低。电磁波的吸收是电偶极子和磁偶极子的综合作用，电偶极子来自高介电常数材料，磁偶极子来自高磁导率材料。吸收损耗是材料相对电导率和相对磁导率乘积的函数，它随着电磁波频率的增加而增加，也随着材料厚度的增加而增加。多重反射要求材料具有大的表面积和接触面积，当反射面或接触面大于趋肤深度时，多重反射损耗可以忽略。

分类

金属-水泥基复合屏蔽材料

金属的电导率高，是最早使用的屏蔽介质，主要品种有银粉、铜粉和镍粉。Chung 等研究了直径为 0.79 mm、长度为3.18 cm 的回形针填充水泥复合材料的电磁屏蔽效能，当回形针的加入量为 5%（体积分数）时，其屏蔽性能可以达到与直径为0.6 mm 不锈钢网的效果。由于水泥材料的强碱环境决定使用的金属必须具有耐腐蚀性，而且它的填充量要达水泥质量分数的30%以上才能获得较好的屏蔽效果，但填充量过大将导致水泥基材料的力学性能下降，影响实际应用。

碳系-水泥基复合屏蔽材料

碳系材料导电性能优良、成本低廉，且在水泥基体中性能稳定性、分散性好，是一种较好的屏蔽介质。目前用于水泥基屏蔽的碳系材料主要有：石墨、焦炭和炭黑。

纤维-水泥基复合屏蔽材料