No design EMC de dispositivos eletrônicos, os engenheiros frequentemente encontram um dilema: apesar de coberturas de escudos metálicos tenham sido instaladas dentro dos dispositivos, as emissões de radiação em certas faixas de frequência ainda ultrapassam o padrão. O problema reside na reflexão - embora a cobertura do escudo metal bloquee as ondas eletromagnéticas de radiação para fora, dentro da cavidade fechada, as ondas eletromagnéticas refletem para trás e para trás entre as paredes do metal, formando ondas de pé e ressonância da cavidade, gerando uma força de campo anormalmente alta em frequências específicas, o que exacerba a interferência em circuitos sensíveis.

A solução para este problema não é continuar a "contenção", mas a "desvio". Materiales que absorvem alta permeabilidade nascem para essa demanda. Ao contrário de materiais de escudo de metal que dependem de reflexão condutiva de ondas eletromagnéticas, materiais de alta permeabilidade absorventes convertem energia de ondas eletromagnéticas em energia térmica através de mecanismos de perda magnética, eliminando interferência da fonte.

2[UNK] O que é material de alta permeabilidade absorvente: definição e mecanismo de perda magnética

Materiales de alta permeabilidade absorventes referem-se a materiais de absorção de ondas eletromagnéticas com uma permeabilidade de parte real significativamente maior (μ ') na faixa de frequência alvo do que materiais magnéticos convencionais (geralmente μ'>5, e alguns sistemas podem alcançar centenas). Sua permeabilidade magnética complexa pode ser expressa como μ=μ '- j μ', onde μ' representa a capacidade do material para armazenar energia de campo magnético, e μ" representa a capacidade do material para dissipar energia de ondas eletromagnéticas.

Materiales de alta permeabilidade podem alcançar uma resposta magnética mais forte com espessuras mais finas. Quando ondas eletromagnéticas são incidentes na superfície de um material, maior é o μ ', mais fácil é que as linhas de campo magnético sejam guiadas para o interior do material; Depois de entrar no material, o mecanismo de perda magnética converte energia eletromagnética em energia térmica. As perdas magnéticas surgem principalmente de mecanismos como ressonância da parede de domínio, ressonância natural e perdas correntes de eddy. Materiales de alto μ combinados com propriedades dielétricas adequadas e design de combinação de impedância podem converter eficientemente energia eletromagnética de ondas incidentes em energia térmica, atingindo assim atenuação de absorção.

3[UNK] A sinergia entre μ 'e μ': alta permeabilidade magnética não é um único indicador

O núcleo de projeto de materiais de alta permeabilidade absorvente é encontrar o equilíbrio ótimo entre a parte real (μ ′) e a parte imaginária (μ ″) da permeabilidade, e entre o equilíbrio de impedância e a capacidade de perda.

4[UNK] Sistema Material: Atlas de Performance de Ferrite a Nanocristais

O desempenho de materiais de alta permeabilidade absorventes está radicado em seu sistema absorvente. De acordo com o mecanismo de perda magnética, os principais sistemas incluem as seguintes quatro categorias:

Fonte de dados:Instituto Avançado de TecnologiaE informação pública da indústria

Materiales absorventes baseados em ferrito têm as características da faixa de alta frequência de absorção, alta taxa de absorção e espessura fina correspondente, e são amplamente utilizados no campo da proteção por radiação eletromagnética. Na mesma frequência de ressonância, a permeabilidade magnética do material absorvente como folha é muito aumentada, tornando-se fácil atravessar o limite de Snoek das propriedades magnéticas dos materiais absorventes isotrópicos. Os micropós de metales magnéticos (como FeSiAl, FeNi) têm as vantagens de magnetização de alta saturação e baixo custo, mas o mecanismo de perda é relativamente único. Quando a permeabilidade magnética e a constante dielétrica não coincidem, pode levar a uma fraca coincidência de impedância e banda de absorção estreita. Material composto e design estrutural são duas abordagens chave para desenvolver materiais eletromagnéticos de alta performance que absorvem ondas.

5[UNK] Sistema de Produtos Materiales Absorbentes de alta permeabilidade magnética do Instituto de Tecnologia Avançado

Advanced Institute (Shenzhen) Technology Co., Ltd. formou uma série completa de produtos materiais de alta permeabilidade absorventes para a banda de frequência MHz a GHz. A série XJY-MH inclui três modelos principais: XJY-MH100, XJY-MH150 e XJY-MH200, cobrindo o intervalo de frequência de baixa frequência a microondas. O substrato é um sistema composto de polímeros flexível, e a superfície pode ser coberta com uma camada condutiva, camada de isolamento ou folha de alumínio. Ele suporta corte de precisão e ligação adesiva.

Fonte de dados:Instituto Avançado de Tecnologia

O material de alta permeabilidade de platina de pesquisa pode alcançar uma perda de reflexão de mais de 20dB na band a de frequência alvo, o que significa que pelo menos 99% da energia eletromagnética de ondas incidente é absorvida pelo material. O material tem uma larga band a de frequência de absorção, uma curva de resposta plana e capacidade de absorção estável em uma larga banda de frequência. No design de estrutura multicamadas, o valor de perda de reflexão do filme de absorção multicamadas de marca de platina em pesquisa atingiu -54,1dB a 14,08GHz, e a largura de banda efetiva de absorção atingiu 6,3GHz (11,7-18 GHz).

6[UNK] Considerações de seleção: Decisões de engenharia desde frequência até concordância de impedância

Quando os engenheiros escolhem materiais que absorvem alta permeabilidade, as seguintes dimensões merecem atenção especial:

• Coincidência de frequência de interferência alvo.A resposta de frequência de diferentes sistemas materiais varia significativamente. Os feritos são adequados para bandas de frequência MHz (como 13,56MHz NFC/RFID, carga inalámbrica); Micropós de metal magnético e materiais nanocristalinos mostram resposta magnética mais estável na faixa de frequência GHz; Radar de ondas de milímetros e estações de base de 5G requerem modelos materiais otimizados para bandas específicas de alta frequência. A frequência de interferência que precisa ser processada deve ser confirmada primeiro, e então materiais com μ e μ suficientes nessa banda de frequência devem ser selecionados.
• Design de impadência.A combinação de impadência é um fator chave que afeta o desempenho de absorção. Ao selecionar, deve-se prestar atenção a se a relação da constante dielétrica com a permeabilidade magnética do material está perto da impedância espacial livre (cerca de 377 Ω), para assegurar que as ondas eletromagnéticas podem entrar efetivamente no interior do material e ser absorvidas, em vez de ser refletidas na superfície. Tecnologia do Instituto Avançado utiliza cobertura de superfície e processos de controle constante dielétrico para aumentar a permeabilidade magnética dos materiais, mantendo uma janela estável de coincidência μ/ε.
• Espessura e restrições espaciais.O intervalo de espessura de materiais de alta permeabilidade absorventes da série XJY-MH é de 0,2-2,0 mm. Em aplicações espaciais limitadas, modelos com maior espessura μ e mais fina devem ser preferidos (como XJY-MH200); Em aplicações com amplo espaço, modelos mais espessos podem ser escolhidos para alcançar maior eficiência de absorção.
• Montagem flexível e adaptação de processamento.Materiales de alta permeabilidade absorventes precisam suportar corte de precisão e ligação adesiva para se adaptar a espaços irregulares dentro de dispositivos eletrônicos. O substrato de produtos de tecnologia avançada é um sistema composto de polímeros flexível, que pode ser coberto de camadas condutivas, camadas de isolamento ou folha de alumínio na superfície. Montagem flexível e composto multicamadas podem ser realizados de acordo com as necessidades do cliente.

7[UNK] Disposição de aplicação: De RFID anti metal para radar de ondas de milímetros

8[UNK] Conclusão

A essência de materiais altamente permeáveis que absorvem é usar mecanismos de perda magnética para "absorver" energia eletromagnética de ondas em vez de "refletir" como material funcional. Ele introduz ondas eletromagnéticas no interior do material através de alto μ ', as converte em energia térmica através de alto μ ', e elimina interferência eletromagnética da fonte.

A evolução de materiais de ferrito para nanocristais reflete o aumento da demanda de supressão EMI de "aplicabilidade de alta frequência média" para "estabilidade de banda larga". Entender a relação sinergística entre μ 'e μ', o papel decisivo da combinação de impedância na eficiência de absorção, e as diferenças de resposta de frequência de diferentes sistemas materiais - estas são as chaves para actualizar materiais de alta permeabilidade absorventes de "materiais funcionais" para "decisões de engenharia".