高磁导率吸波材料浅述

2014-08-11 来源:微波射频网编辑整理 我要评论(0) 字号:

高磁导率吸波材料系指在10MHz左右具有较高磁导率实部u′(一般≥50)为特性的一类吸波材料。高磁导率吸波材料就其磁导率特性而言,因其应用领域,即所解决问题的不同又大体分为两类:

1、用于提供EMC/EMI解决方案的高磁导率吸波材料,不但需要较高的磁导率实部u′,同时希望具有较高的磁导率虚部u″(俗称“高磁损”)。浅析原理:较高的磁导率实部可以更多的集束干扰源的磁通量,较高的磁导率虚部可以有效的将所集束磁通量转换为潜热消耗掉,从而减少或消除干扰源的电磁辐射干扰危害。从市场营销人员目前所掌握的资料分析,符合本特性的吸波材料的磁导率实部愈高,其相对低频的吸收效果愈好,且有效吸收频率愈宽。

2、用于提供13.56MHz及以下频率RFID/NFC抗金属干扰解决方案的高磁导率吸波材料,在需要较高的磁导率实部u′的同时,希望具有较低的磁导率虚部u″(俗称“低磁损”),即希望有较高的品质因素(u′/u″)。浅析原理:较高的磁导率实部可以更多的集束通信天线信号的磁通量,从而有效减少或消除当天线紧贴金属时产生的“金属涡流”现象,同时较低的磁导率虚部u″又不会过多的损耗所通过的通信信号能量,保证通信识别的响应和有效的识别距离。目前在RFID/NFC抗金属干扰的应用上,吸波材料仅能为13.56MHz及以下频率的RFID/NFC提供解决方案,其原由:一般吸波材料的磁导率在10多MHz以上时,其磁导率实部u′将迅速衰减,而磁导率虚部u″会迅速上升。

具有高磁导率实部u′、低磁导率虚部u″特性的吸波材料在为13.56MHz及以下频率的RFID/NFC抗金属干扰提供解决方案的同时,由于吸波材料的插入改变了天线的线间电容、阻抗及天线与金属底板之间的距离(增大)和介电常数,这些都可能导致读卡器或标签天线的共振频率发生偏移而影响实际通信效果,因而公司技术人员必须了解自身吸波材料体系的相关特性,以指导客户正确的调节天线共振频率以达到最佳的通信效果。由此可见,吸波材料不论在EMC/EMI方面、还是在RFID/NFC方面的应用,都会对应用对象整个系统产生或多或少的其他影响,为提高市场竞争力,除产品自身品质外,还必须加强相关应用研究,为客户提供“贴身”服务。

此外,在WPC(无线充电联盟)采用Qi标准的电磁感应无线充电器中的应用中,其对吸波材料的要求和原理与上述类似。

目前该应用领域的吸波材料主要有两个品种:铁氧体硬片吸波材料和软磁合金柔性吸波材料。从市场应用看,几乎各占半壁江山。

铁氧体硬片吸波材料具有相对更高的磁导率实部u′(可达200左右)、较小的磁导率虚部u″,应用性能优越。目前只能采用烧结工艺制备以达到优越的磁导率性能,而为减小该工艺对其力学性能的负面影响,产品尺寸受到限制(一般不超过125mm×125mm),故加工制品时损耗大。同时,因其脆性高,对加工制备的设备要求高,废品率也较高,此外,加工和储运过程中产品或制品易产生裂隙,造成漏磁,实际性能也受影响,故市场接受程度并不太高。

软磁合金柔性吸波材料的磁导率性能相比铁氧体硬片为弱,但其灵活的尺寸可满足制品加工的低损耗,良好的制品加工性能可降低废品率和加工费用,故市场需求也不低。

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