0 前言

当今社会，随着现代电子工业的高速发展和各类电子产品的普遍使用，移动通讯、广播、雷达、磁疗、计算机等等已成为人们日常生活中经常接触的同时，使电磁波辐射成为了一种新的社会公害。电磁辐射会影响人们的身体健康，并且会对周围的电子仪器设备造成严重干扰，使它们的工作程序发生序乱，产生错误动作;同时，电磁辐射会泄露信息，使计算机等仪器无信息安全保障。为此，许多发达国家及国际组织近年都制定了相应的法规及标准，如德国的VDE法规、美国的FCC法规以及国际无线电抗干扰特别委员会(ISPR)制定的国际标准和实验方法等，以限制电子公害的发展[1～3]。

电磁屏蔽混凝土是通过对混凝土进行改进而得到的一种防护或遮挡电磁波的混凝土，主要作用是防止建筑内部电磁信号的泄露和外部的电磁干扰。随着公众无线通讯与电子电器设备的广泛应用，带来的电磁环境恶化以及电磁信号泄露失密的威胁日益严重，这就为混凝土遮挡电磁波提出了更高的要求，故该研究将更趋活跃。

1 电磁屏蔽材料的种类以及屏蔽原理

1.1 电磁屏蔽材料的种类

当前，电磁屏蔽材料的研究主要集中在：型新复合抗电磁干扰(EMI：Electro-Magnetic-Interference)材料，纳米抗EMI材料，六角抗EMI材料、多层片式滤波器中使用的低温烧结NiZnCu 铁氧体材料，以及片式电感的制作以及多层片式滤波器。

目前，电磁屏蔽材料主要有铁磁类、良导体类、复合类三类[4]，电磁屏蔽材料的分类见表1：

表1电磁屏蔽材料的分类

种类 铁磁类 良导体类 复合类

金属铁磁材料 金属薄板材 导电橡胶橡胶芯金属箔衬垫

材料 铁氧体材料 金属丝网 导电塑料导电涂料型材

1.2 电磁屏蔽原理

电磁屏蔽主要用来防止高频磁场的影响，从而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐射传播。其基本原理是：采用低电阻的导体材料，并利用电磁波在屏蔽到体表面的反射和在导体内部的吸收以及传输过程的损耗而产生屏蔽作用，通常用屏蔽效果(SE)表示[5]。屏蔽效果(SE)为没有屏蔽时入射或发射电磁波与在同一地点经屏蔽后反射或透射电磁波的比值，即为屏蔽材料对电磁信号的衰减值，其单位用贝(dB)表示，可写成如下的方程式[6]：

SE=20log(Eb/Ea)

SE=20log(Hp/Ha) ⑴

SE=20log(Pb/Pa)

式中，Eb\Ea为屏蔽前、后的电场强度，Hb\Ha为屏蔽强、后的磁场强度，Pb、Pa 为屏蔽前、后的能量场强度。

衰减值越大，表明屏蔽效果更好。根据Schelkunoff电磁屏蔽理论，材料的屏蔽效果可用下示表示：

SE=R+A+B ⑵

式中 R——电磁波到达屏蔽体表面时，由波阻抗的突变引起的电磁波单次反射损耗;

A——未被电磁屏蔽体表面反射而进入屏蔽材料内部的电磁波，不断被屏蔽材料吸收和衰减而引起的电磁波吸收损耗;

B——在屏蔽材料内部尚未损耗掉的电磁波在屏蔽体的两个界面建多层反射而引起的电磁波多次

反射损耗修正项。

当A﹥10dB时，B可忽略不计。式⑵可表示为：

SE=R+A ⑶

式中

R=168-10log(μγf/αγ) ⑷

A=1.31t(fαγμγ)1/2 ⑸

由式中⑷、⑸可知，对于银、铜、铝等良导体，αγ大，则R值大，即在高频电磁场的屏蔽作用主要取决于表面反射损耗，且金属的αγ越大，屏蔽效果越好;而对于贴和铁锈合金等高磁导率材料，μγ大则A值大，这表明当屏蔽材料衰减的是低频电磁场是，吸收损耗将起主要作用。因此，凡作低频屏蔽的导电层必须具有良好的电导率和磁导率，并且要有足够的厚度。

通常，屏蔽效果的具体分类为[7]：0dB～10dB几乎没有屏蔽作用;10dB～30dB有较小的屏蔽作用;30dB～60dB为中等屏蔽效果，可用于一般工业或商业用电子设备;60dB～90dB屏蔽效果较高，可用于航空天及军用仪器设备的屏蔽;90dB以上的屏蔽材料则具有最佳屏蔽效果，适用于要求苛刻的高精度、高敏感度产品。根据实用需求，对于大多数电子产品的屏蔽材料，在30赫兹～1000赫兹频率范围内，其SE至少达到35dB以上(相对应的体积电阻率在10u.㎝以下)，就认为是有效的屏蔽。