Trends in afscherming van elektromagnetische interferentie (EMI).

Home / Blog / Nieuwste technologie / Trends in afscherming van elektromagnetische interferentie (EMI).

Elektromagnetische straling is alomtegenwoordig geworden door de recente vooruitgang op het gebied van draagbare elektronische gadgets en sterk geïntegreerde microgolfcircuits. 

De interferentie die door deze ongewenste elektromagnetische straling wordt veroorzaakt, kan een onaanvaardbare verslechtering van de prestaties van het systeem of de apparatuur, het lekken van informatie en zelfs een volledige systeemstoring veroorzaken. Schadelijke gevolgen van elektromagnetische straling geassocieerd met opkomende technologieën zoals internet-of-things (IoT), 5G, enz., op levende organismen.

Wetenschappers hebben aangetoond dat blootstelling aan elektromagnetische straling bij mensen slapeloosheid, nervositeit, loomheid en huidproblemen veroorzaakt. De impact van hoogfrequente straling op biologische entiteiten, biologische processen en planten wordt ook onderzocht. 

Bovendien is afscherming in het hoogfrequente bereik de laatste tijd van cruciaal belang geworden, als gevolg van het gebruik van GHz-frequentiebanden in de modernste technologieën. De 5G-technologie maakt bijvoorbeeld gebruik van weinig draaggolffrequenties in de K en Ka-frequentiebanden die anderszins niet werden gebruikt in de draadloze telecommunicatietechnologieën van eerdere generaties.  

Bovendien motiveren de toekomstige vereisten wetenschappers ook om te werken aan de nieuwste concepten op het gebied van EMI-afschermingstechnologie, zoals de ontwikkeling van flexibele dunne schilden voor gebruik in slimme stoffen. Op dezelfde manier vereisen technologieën van de volgende generatie afschermingsmaterialen met geavanceerde kenmerken van afstembaarheid en frequentieselectiviteit. 

EMI-afscherming in elektronische apparaten

Figuur 1. EMI-afscherming in elektronische apparaten

In een dergelijk scenario leveren onderzoekers over de hele wereld aanzienlijke inspanningen om hoogwaardige afschermingsmaterialen te ontwikkelen met geavanceerde kenmerken en afschermingsmogelijkheden over het GHz-frequentiebereik, om de elektromagnetische vervuiling te verminderen. 

Sommige elektrische industrieën hebben zelfs (EMC) elektromagnetische compatibiliteitsnormen voor hun producten opgesteld, wat aangeeft dat het apparaat dat onder de EMC-voorschriften werkt, zichzelf of een ander apparaat niet beïnvloedt als gevolg van elektromagnetische straling.  

Het proces van afscherming omvat het creëren van een behuizing van speciaal ontworpen materialen rond de elektronische apparaten, om ze te beschermen tegen ongewenste straling. 

Deze behuizingen dempen binnenkomende straling door reflectie, absorptie en meervoudige reflecties. De verzwakking van elektromagnetische straling door een afscherming wordt sterk bepaald door de intrinsieke en extrinsieke eigenschappen ervan, zoals intrinsieke impedantie, dikte van de afscherming, permittiviteit, elektrische geleidbaarheid, enz. 

Deze intrinsieke en extrinsieke eigenschappen kunnen worden geoptimaliseerd door geschikte afschermingsmaterialen met een specifieke dikte te kiezen, deze te doteren met andere materialen en de architectuur ervan op een slimme manier te ontwerpen.  

Verschillende materialen zoals metalen, polymeren, polymeer-koolstofcomposieten, keramische polymeercomposieten, schuimen, enz., zijn gebruikt om talrijke (EMI) elektromagnetische interferentieschermen te ontwikkelen om aan de vereisten van verschillende toepassingen te voldoen. 

Traditioneel worden metalen gebruikt als afschermingsmateriaal om elektromagnetische vervuiling te verminderen. De metalen hebben een hoog afschermend vermogen en een goede mechanische sterkte; hun inzet in de opkomende technologieën wordt echter beperkt door hun hoge dichtheid, slechte mechanische flexibiliteit, corrosiviteit en dure verwerkingskosten.  

Soorten EMI-afschermingsmaterialen

Figuur 2. Types van EMI afscherming materialen

Om dergelijke beperkingen te overwinnen, zijn geavanceerde afschermingsmaterialen gebaseerd op koolstof, polymeren en keramische composieten zijn ontwikkeld. Elektrische geleidbaarheid is een belangrijke factor die de afschermende eigenschappen van deze materialen bepaalt. Materialen moeten een hoge elektrische geleidbaarheid bezitten, zodat ze een hogere absorptie vertonen en daardoor grote waarden voor de afschermingseffectiviteit leveren.

Het gebruik van koolstofinhoud zoals koolstofnanobuisjes (CNT's), koolstofnanovezels, grafeen, enz., als vulstof in de polymeermatrix, verbetert de afschermende eigenschappen ervan aanzienlijk, dankzij de hogere elektrische geleidbaarheid. 

In de volksmond gebruikte polymeren voor het maken van het polymeer-koolstofcomposiet zijn onder meer polyaniline (PANI), polydimethylsiloxaan (PDMS), ethyleenacryl, siloxaan, enz., en geleidende vulstof die voor de productie ervan wordt gebruikt, omvat gereduceerd grafeenoxide (RGO), koolstofnanobuisjes, koolstofnanodeeltjes, enz. 

De polymere materialen waarin geleidende vulstof is verwerkt, worden ook wel intrinsiek geleidende polymeren (ICP) en geleidende composieten op basis van polymeren (CPC) genoemd.  

Een andere categorie afschermingsmaterialen is materialen op schuimbasis. Het voordeel van het gebruik van materialen op schuimbasis is hun hoge flexibiliteit en lichtgewicht structuur; ze hebben echter weinig mechanische sterkte. 

Holle koolstofmicroballonnen (HCM), holle polypyrroolbollen (HPS), met koper beklede cenobollen (Cu@CS), enz., zijn enkele voorbeelden van synthetische schuimen die worden gebruikt voor het maken van flexibele en lichtgewicht afschermingsmaterialen. Onderzoek heeft aangetoond dat de opname van op koolstof gebaseerde materialen zoals koolstofnanovezels, koolstofnanobuisjes, enz., in het schuim hun afschermende eigenschappen aanzienlijk verbetert.  

Onlangs sommige ferrietpolymeercomposieten zijn ook ontwikkeld door verschillende onderzoekers en er is aangetoond dat ze goed presteren als afschermende behuizingen. Materialen zoals hexaferriet en spinelferrieten zijn ook effectief gebleken bij het afschermen van elektromagnetische straling vanwege hun hogere absorptievermogen. 

De afgelopen jaren zijn sandwichconstructies ook populair geworden in de afschermingstechnologie. Deze sandwichstructuren vertonen frequentieselectieve afscherming die nodig is voor toepassingen van de volgende generatie. 

In de sandwichstructuur ondergaat de elektromagnetische straling van een specifieke frequentie meerdere reflecties, gebaseerd op de afmetingen van de structuren, en resulteert daarom in een aanzienlijke absorptie van die frequentie. Door de intense absorptie van een specifieke frequentie vertonen deze schermen frequentieselectieve afscherming. 

Om de absorptie te verbeteren, op koolstof gebaseerde materialen zoals grafeen worden gebruikt als centrale laag van de sandwichstructuur; terwijl de externe lagen meestal bestaan ​​uit reflecterende oppervlakken om meerdere reflecties binnen de structuur mogelijk te maken. 

Uit het meest recente onderzoek is gebleken dat een aantal van de keramische materialen vertonen ook frequentieselectieve en afstembare afschermingseigenschappen, zelfs zonder dat een sandwichstructuur en kostbaar materiaal zoals grafeen nodig zijn.  

Met de komst van het internet der dingen zijn mensen ook verplicht meerdere elektronische gadgets bij zich te dragen, die een regelmatige bron van elektromagnetische straling vormen. 

Om bescherming te bieden tegen deze straling moeten ook lichtgewicht en dunne stoffen met EMI-afschermingsmogelijkheden worden ontworpen. Er is veel onderzoek gedaan in de elektronica- en textielindustrie naar de vervaardiging van dergelijke stoffen. 

Het productieproces van deze stoffen omvat het coaten van de draad van de reguliere stoffen zoals polyethyleentereftalaat (PET) met een oplossing van afschermingsmateriaal. Na het coaten worden deze draden gebruikt om kleding te maken met afschermende eigenschappen. Polyethyleentereftalaat (PET)-vezels die zijn gecoat met geleidende materialen zoals een koperoplossing vertonen bijvoorbeeld goede afschermende eigenschappen. 

Concluderend is elektromagnetische interferentie (EMI) een reëel probleem dat niet alleen de normale werking van elektronische apparatuur beïnvloedt, maar ook schadelijk is voor biologische entiteiten. 

Voor het verzwakken van de elektromagnetische straling van sterren zijn elektromagnetische interferentie (EMI)-schermen vereist, bestaande uit geschikte materialen zoals metalen, polymeer-koolstofcomposieten, ferrieten, schuim, enz. De keuze van het afschermingsmateriaal is gebaseerd op de toepassingseisen. 

Toepassingen die een hoge mechanische sterkte en reflectie-dominante afscherming vereisen, kunnen bijvoorbeeld metalen als schilden gebruiken, terwijl toepassingen die een flexibele structuur vereisen, op schuim gebaseerde materialen kunnen gebruiken.  

Ook zijn voor toekomstige technologieën afschermingsmaterialen met geavanceerde kenmerken van frequentieselectiviteit, afstembaarheid en afschermingsmogelijkheden over de hoogfrequente banden vereist. Het maken van lichtgewicht en dunne stoffen met goede afschermingsmogelijkheden is ook gewenst voor toekomstige technologieën zoals draagbare en flexibele elektronica. 

Auteur
Jasdeep, Khemraj en Harvinder
 
Over TTC
We hebben voortdurend de waarde geïdentificeerd van nieuwe technologie die wordt uitgevoerd door ons behoorlijk bekwame executive team met een achtergrond als onze professionals. Net als de IP-professionals die we ondersteunen, houdt onze honger naar ontwikkeling nooit op. Wij IMPROVISEREN, AANPASSEN en IMPLEMENTEREN op een strategische manier.
 
U kunt ook Neem contact op een overleg op te zetten.
 
TT-consulenten biedt een scala aan efficiënte, hoogwaardige oplossingen voor uw intellectueel eigendomsbeheer, variërend van Octrooieerbaarheid zoekenInvalidatie zoekenFTO (Vrijheid om te opereren)Optimalisatie van de patentportfolioPatentmonitoring, Octrooi Inbreuk zoekenPatenten opstellen en illustraties, en nog veel meer. Wij bieden zowel advocatenkantoren als bedrijven in vele sectoren kant-en-klare oplossingen.
Deel artikel

Categorieën

TOP

Vraag een terugbelverzoek aan!

Bedankt voor uw interesse in TT Consultants. Vul dan het formulier in en wij nemen spoedig contact met u op

    Popup

    ONTGRENDEL DE KRACHT

    Van uw ideeën

    Verbeter uw patentkennis
    Exclusieve inzichten wachten in onze nieuwsbrief

      Vraag een terugbelverzoek aan!

      Bedankt voor uw interesse in TT Consultants. Vul dan het formulier in en wij nemen spoedig contact met u op