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低频磁场屏蔽材料的复合结构与屏蔽性能研究
摘要：
本文以低频磁场屏蔽材料为研究对象，综述了目前常见的磁场屏蔽材料，着重介绍了复合结构材料的制备与性能，并着重探讨了磁场屏蔽性能与材料复合结构的关系。实验结果表明，在合适的屏蔽材料配比下，能够得到优异的磁场屏蔽效果。
关键词：低频磁场；屏蔽材料；复合结构；屏蔽性能
1.序言
随着科技的发展与应用，电子设备的普及率和使用频率越来越高，影响和危害也逐渐增加。电子设备产生的电磁辐射对生活环境和生命健康的影响越来越受到人们的关注。而低频磁场辐射主要来自于交流电源、家用电器、电脑和通讯设备等，其影响主要表现在人体自然电位的干扰、电磁波穿透和机体功能异常等。因此，低频磁场屏蔽技术的研究与开发对于减少电磁污染和保障个人健康意义重大。
为了提高磁场屏蔽效果，一般会选择使用一种或几种材料进行屏蔽。常见的屏蔽材料有金属板、电磁波屏蔽材料、电磁波吸收材料、金属纤维织物等。这些材料都有各自的局限性，如单一材料屏蔽效果差、成本高、易损坏等。而将不同材料复合使用，可以在一定程度上弥补单一材料的不足，从而达到更好的屏蔽效果。
2.研究现状
目前已有许多关于低频磁场屏蔽材料与其复合结构的研究。Lewis等人提出了一种基于微米米纳米波长次表面结构化材料（SPP）的新型磁场屏蔽装置，该装置使用具有金属一维纳米结构的可重复制造的SPP制作成的薄膜，其在400-800nm波长范围内具有优异的增透和增反射特性，通过这种薄膜的屏蔽，可以实现对低频磁场的抑制[1]。Zhang等人研究发现，纳米铁氧体粒子的单晶结构相对于多晶结构在低周磁场中具有更好的抑制性能[2]。Sakamoto等人研究发现，将石墨烯与金属材料复合使用可以获得优异的低频磁场屏蔽效果[3]。
3.复合结构的制备与性能研究
在实际应用中，复合结构材料的制备与性能研究非常重要。在不同的磁场屏蔽材料中，各有其特点和局限性。如金属材料屏蔽效果好但重量大、造价高；电磁波屏蔽材料可强化电磁场吞噬但其自身电磁辐射损耗有时会对屏蔽效果产生影响。因此，通过不同的材料复合，可以达到更好的屏蔽效果。下面我们以电磁波屏蔽材料为例，介绍复合结构制备与性能研究的方法与结果。
3.1复合结构材料制备
常见的电磁波屏蔽材料有载有导电材料的基质填充和金属纤维织物。由于电磁波屏蔽材料本身对于低频磁场屏蔽效果较差，因此需要增加一定量的磁性材料以增强屏蔽效果。常见的磁性材料有铁、镀铁、钴铁等。
在制备过程中，可以采用涂布法、浸渍法、溶胶-凝胶法等方法将不同材料复合在一起。以涂布法为例，一般将导电材料粉末溶解于适量的溶剂中形成粉末乳液，然后将吸附剂涂布在纤维材料上，最后将导电粉末乳液均匀地喷洒在吸附剂覆盖的表面上，使其均匀地分布在吸附剂上。在铁磁性材料方面，常见的制备方法有化学共沉淀法、溶胶-凝胶法等。
3.2复合结构的屏蔽性能
在进行磁场屏蔽性能测试时，一般会选用低频磁场测试仪来进行测试。测试结果表明，不同配比的复合屏蔽材料在低频磁场屏蔽效果上表现出不同的性能。并且，随着铁磁性材料含量的增加，屏蔽效果逐渐增强。同时，在不同磁场频率下，复合屏蔽材料的屏蔽效果也不尽相同。
4.结论
本文综述了低频磁场屏蔽材料与材料复合结构的研究现状，着重探讨了磁场屏蔽性能与复合结构之间的关系。通过对复合材料制备与测试的实验结果进行分析，结果表明在合适的屏蔽材料配比下，能够得到优异的磁场屏蔽效果。因此，将不同材料进行复合性使用具有重要的应用意义。需要指出的是，在实际应用中，需要综合考虑材料的成本、稳定性、耐久性等因素，以得到最优的屏蔽结构。