双氢氧化物修饰镍金属网提升电磁屏蔽性能

针对镍金属网在电磁屏蔽中的低吸收效能(SE_(A))和较高反射(SE_(R))问题,通过电沉积方法在镍金属网(NM)表面负载镍铁双氢氧化物(NiFe LDH)纳米片,旨在提升材料的以吸收为主的屏蔽性能。处理后材料的微观结构和电磁特性得到显著改善,尤其是在X波段内实现了优异的56 dB的SE_(A)和2 dB的SE_(R)。同时,NiFe LDH纳米片优化了介电常数、磁导率、衰减常数和阻抗匹配,证明其在电磁屏蔽领域的广泛应用前景,合成简单且成本效益高。

飞机雷电耦合机理及屏蔽性能影响因素分析

复合材料飞机的雷电间接效应防护是现代飞机亟需解决的难点问题之一。通过建立等效电路研究雷电对飞机的不同电磁耦合机理,分析复合材料飞机在蒙皮敷设金属网的屏蔽性能及影响因素,并通过对比实际情况,验证所提金属网体积计算方法的有效性。理论分析与仿真计算结果表明,在蒙皮表面敷设金属网可为复合材料飞机提供有效雷电防护,且金属网参数对屏蔽性能影响较大。此外,提出的金属网体积及感应电流计算方法,可为复合材料飞机雷电间接效应屏蔽性能的进一步优化提供参考。

基于质量矩阵集总技术的非结构网格二维有限元屏蔽计算程序研发

精细化几何建模是高保真中子输运计算的重要基础,而非结构网格对复杂几何模型具有较强的适应性,能弥补结构网格建模能力的不足。为了提高屏蔽计算程序对复杂模型的建模能力,从一阶中子输运方程出发,建立了二维离散纵标-伽辽金有限元求解模型,对比分析了连续有限元和间断有限元方法的计算性能,进一步采用质量矩阵集总技术以提高求解模型的可靠性,并开发了相应的计算程序ThorSNIPE。选用BWR cell临界基准题、阿贡实验室5-A1固定源基准题和Dog leg duct基准题,验证ThorSNIPE程序的正确性。数值计算结果表明:ThorSNIPE程序的计算结果与基准值吻合较好,初步验证了程序的正确性,ThorSNIPE程序适用于复杂屏蔽计算分析;质量矩阵集总技术在不影响计算精度的情况下,能够有效抑制非物理振荡问题。

激光直写方法制作透明导电金属网栅

介绍了利用激光直写光刻技术在 2 0 0mm× 2 0 0mm基片上制作线宽为 5 μm ,周期为35 0 μm的红外透明导电金属网栅的工艺过程 ,对激光直写光刻技术和机械刻划掩模接触光刻制作金属网栅结构的两种方法进行了比较 。

红外透明导电金属网栅薄膜

介绍了一种既高效透过红外光 ,同时又能有效屏蔽电磁干扰的金属网栅薄膜的基本原理和制备工艺。分析了网栅参数对其光学及电磁性能的影响。介绍了利用光刻和镀膜技术 ,在红外基片上制作线条宽度小于 10 μm ,周期约 35 0 μm的金属网栅。

高透光率感性网栅膜的电磁屏蔽

在确保制作感性网栅膜后光学窗红外透射率下降小于5%的前提下,研究了影响感性网栅膜电磁屏蔽特性的主要因素。归纳了感性网栅膜红外透射率公式,运用含阻抗边界条件的谱域Galerkin法推导了周期结构金属网栅的电磁场积分方程,用周期矩量法计算出网栅的反射系数及透射系数,进而求出其电磁屏蔽效能;计算并分析了采用不同线宽、周期、衬底材料、衬底厚度时透明导电光窗(金属网栅膜)的电磁屏蔽效能。最后,采用激光直写、真空镀膜等工艺在ZnS基底上制作了周期为360μm×360μm、线宽为12μm,方块电阻分别为13Ω、25Ω的样片,采用自由空间法测试了2～18GHz频段的电磁屏蔽效能。测试与分析结果表明:当感性网栅膜在8～10μm波段引起的平均透射率下降小于2%的情况下,电磁屏蔽效能平均达到了20dB以上。结果显示网栅的光电特性是矛盾的,线宽与周期越小电磁屏蔽效果越好,同时应尽量降低网栅的表面电阻。

EMC设计在斯特林制冷机中的实际应用

目前,电子设备越来越向高速、宽带、高灵敏度、高密集度、集成化、小型化趋势发展。电磁兼容问题日益成为电子产品设计和使用中需要关注的焦点。在军用产品中EMC设计尤其重要,将EMC的设计思想融入到产品设计的各个方面,将大部分EMC问题解决在萌芽状态,这是军用产品要达到的目标。本文重点介绍了针对斯特林制冷机所采用的相应滤波电路设计及电磁屏蔽技术。经实际验证,采用滤波电路及屏蔽措施整改后的制冷机组件完全满足国军标GJB151A-97标准的要求。

EAST快控电源中空心电抗器的电磁屏蔽计算

针对EAST快控电源系统中空心电抗器运行时产生的磁场对周围电子设备干扰的问题,提出利用金属网屏蔽磁场的理论,通过解析计算得到单层和双层金属网屏蔽时屏蔽系数的表达式。参照现场实物建立多个三维模型,选择不同材料(DT4A,GO,1008steel)的金属网,采用三维有限元和Matlab仿真的方法,获得电抗器周围柜体屏蔽前后磁通密度的分布情况,进而分析了屏蔽系数与网孔数目、激励频率、距离的关系。结果表明,单层金属网屏蔽时,DT4A的屏蔽效果最好;双层金属网屏蔽时,DT4A/GO的屏蔽效果最好。总体而言,双层比单层屏蔽更加有效。对进一步研究空心电抗器的安全运行具有重要意义。

超高速撞击丝网防护屏弹丸形状效应数值模拟研究

采用数值仿真方法研究不同形状弹丸撞击连续型防护屏和丝网防护屏后形成的碎片云特性。研究表明:相同面密度的多层丝网防护屏防护效果优于连续型防护屏;对于连续型防护屏,锥体撞击部位对后板毁伤的影响大于锥体长径比对后板毁伤的影响,而对于丝网防护屏影响规律则相反;研究长固锥锥尖撞击2种防护屏后碎片云动量密度,撞击连续型防护屏后,弹丸碎片云动量密度分布具有对称性,较之丝网防护屏分布更为集中,且动量密度峰值大于撞击丝网防护屏后弹丸碎片云动量密度峰值。

柔版印刷金属网栅光电性能研究

为满足日渐增加的电磁屏蔽要求，设计了一种透明基材上柔版印刷电磁屏蔽用金属网栅，研究了影响金属网栅透光率与电磁屏蔽特性的主要因素。首先从理论分析入手，计算并分析金属网栅结构参数（线宽、周期、占空比）等对透明导电金属网栅透光率及电磁屏蔽效能的影响；接下来利用柔版印刷方式制备周期为300、400μm线宽为20、30、40μm的金属网栅，测试了在7、10、13 GHz3个频点处电磁屏蔽效能以及300~1000 nm波段的紫外-可见透过率。测试与分析结果表明：金属网栅在紫外-可见光波段透过率在70%~80%之间，且随周期/线宽增大而分别增大/减小，电磁屏蔽效能最高达到了15 dB以上。结果显示，网栅的光电特性是矛盾的，线宽与周期越小电磁屏蔽效果越好。

超高速撞击网状防护结构仿真模型的建立与验证

为了系统研究网状防护结构的超高速撞击特性,在现有实验研究成果的基础上,应用数值仿真手段对网状防护结构在超高速冲击载荷下的防护性能进行定量研究.应用SPH法离散2种网状几何模型,采用ls-dyna有限元软件对弹丸超高速撞击单层、多层网状防护结构进行了数值模拟,并与相应实验数据比对.结果验证了网状防护结构仿真模型的有效性和准确性;研究表明2种几何模型的仿真结果不存在明显差别;同时随着撞击点的不同,碎片云的形态及能量分布变化较大.

金属网栅电磁屏蔽薄膜在红外空空导弹上的应用研究

研究了金属网栅用于红外空空导弹电磁屏蔽的相关理论,分析了金属网栅结构参数对电磁屏蔽效果的影响。结合应用需求,采用激光直写法在一个蓝宝石整流罩内表面上制作了线宽为8μm,周期为450μm的金属网栅,并测试了金属网栅薄膜对电磁波的屏蔽效果。试验表明金属网栅对电磁波有很强的屏蔽作用,而且对红外信号的衰减极小。

金属丝网透明电磁屏蔽层材料制备与性能研究

采用金属丝网与PET膜复合结构作为电磁屏蔽结构,对该结构在可见光波段、近红外波段透过率以及微波段的屏蔽效果进行了研究。结果表明,采用金属丝网与PET膜复合结构可以制备可见光透明的屏蔽性能优良的电磁屏蔽层;可见光波段透过率超过50%,微波衰减为25～46dB;在1000～5000MHz屏蔽效果好,可达到45dB以上。

ITER屏蔽包层屏蔽块热工水力分析

通过ANSYS CFX对ITER屏蔽块进行了热工水力分析,对同一计算模型给出了两套不同的网格,分析了网格对计算精度的影响,结果表明两套网格都有较好的计算精度。通过数值模拟分析了壁面粗糙度对流动及传热的影响,结果表明壁面粗糙度是影响传热的一个非常重要的因素。

薄膜型金属网栅的电磁屏蔽特性

为寻求准确评估薄膜型金属网栅电磁屏蔽效能的方法,探索了薄膜型金属网栅在某频段可达到的电磁屏蔽效能。首先,分析了金属网栅膜光电特性常用的计算公式,指出电特性公式中材料无限导电的假定条件与客观事实不符,故其无法准确预估薄膜型金属网栅的电磁屏蔽效能。然后,根据屏蔽效能受感应电压和电阻比控制的理论,借鉴连续导电膜用方块电阻计算屏蔽效能的方法,提出了预估薄膜型金属网栅屏蔽效能的方法并给出了具体步骤。最后,采用激光直写工艺流程制备了薄膜型金属网栅,验证了理论计算结果与实验检测结果的一致性。检测结果显示：薄膜型金属网栅试片在30~1 500MHz的屏蔽效能最高为30dB;用检测方块电阻并代入连续膜经验公式计算得到的屏蔽效能为31.2dB,用金属网栅膜常用公式计算得到的屏蔽效能为75dB。数据显示用金属网栅膜常用电特性公式无法准确评估薄膜型金属网栅的电磁屏蔽效能,而本文所提方法便捷、准确、可行。

光学窗口电磁屏蔽性能分析与验证

为分析不同基底材料光学窗口电磁屏蔽性能,以Kohin的等效薄膜模型为基础,考虑电磁波在材料2个界面中的多次反射和折射,得到电磁波界面反射系数,利用matlab编写程序计算相同网栅、不同厚度、不同材料的屏蔽效率曲线,分析了厚度和材料对光窗屏蔽效率的影响。为验证仿真数据的准确性,在ZnS基底上制作了周期为500μm、线宽为15μm,电阻≤20Ω的测试样片,测试其在8 GHz^18 GHz频段的电磁屏蔽效能。通过对比可看出:测试与理论计算数据较符合,误差约为2 dB^4 dB,计算数据可以预估光学窗口电磁屏蔽性能,为后续的设计工作提供参考。

K9基底细薄铜网上的化学镀镍

为进一步提高高通光率网栅的电磁屏蔽性能,满足其环境适应性要求,针对线宽约9μm、膜厚约0.3μm、周期为400μm×400μm的细薄铜网进行了镀镍工艺实验。首先,经涂胶、直写、显影、镀铜、去胶等工序,在K9基底上制备出细薄铜网栅试件。然后,对试件超声波除油,用10%的HCl溶液浸泡试件10～15 s进行镀前活化处理。接着,将试件放入按成分要求配制好的化学镀镍溶液中,在恒温85℃条件下化学镀镍40～60 min。最后,从化学镀镍溶液中取出试件,放入烘箱烘干,缓慢冷却至室温。实验结果显示:得到的试件镀层均匀、结合力强;用同轴法测试网栅化学镀镍后的电磁屏蔽效能达到32 dBm,比未镀镍前提高了11 dBm,且试件镀镍工艺导致的在400～800 nm波段的平均透过率下降小于1%。这些结果表明,在细薄铜网上能够镀制较好的镍层,可以在基本不影响光学透过率的前提下显著提高其电磁屏蔽效能和环境适应性。

金属栅网对线极化电磁波的屏蔽效能研究

建立了平面波垂直入射无限大金属栅网的传输线模型,理论分析了无限长窄缝和孔缝对不同线极化电磁波的传输特性,并用电磁仿真软件进行了验证。结果表明:长缝对不同线极化的电磁波屏蔽效能截然不同,缝长是影响屏蔽效能的关键因素,在屏蔽体上开孔缝要比开长缝能更好地起到屏蔽作用,并且孔径越小,屏蔽效能越好。

用于红外窗电磁屏蔽的电感性网栅薄膜

电感性网栅薄膜可以实现在高效透过红外波的同时高效屏蔽微波的滤波特性,在红外窗口电磁屏蔽领域有广泛应用前景。平面基底上电感性网栅薄膜的理论探索、实验研究和工程应用已相当成熟,曲面基底上电感性网栅薄膜的理论和工艺还极少见公开文献报道,中科院长春光机所经长期探索研究提出了采用以激光直写技术为核心的曲面感性网栅薄膜制作工艺方法。从理论、工艺、测试等多方面对用于红外窗口电磁屏蔽的电感性网栅薄膜进行了介绍和分析。

黄铜和不锈钢丝网电磁屏蔽效能的研究

金属网由于具有通风、采光等明显优势而在电磁屏蔽工程中得到广泛利用。本文对不锈钢丝网和黄铜丝网在远场时的电磁屏蔽效能进行理论计算,并进行了实际测试,通过计算和实测数据对黄铜和不锈钢丝网的电磁屏效进行了分析和比较。