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磁屏蔽

05/28/2011  |  22:13分类:物理  |  标签:  |  1,019 views

把磁导率不同的两种介质放到磁场中,在它们的交界面上磁场要发生突变,这时磁感应强度B的大小和方向都要发生变化,也就是说,引起了磁感线的折射。比如把一个磁导率很大的软磁材料(如坡莫合金或铁铝合金)做成的罩,放在外磁场中。由于罩壳磁导率μ比空气导磁率μ。大得多,所以绝大部分磁场线从罩壳的壁内通过,而罩壳内的空腔中,磁感线是很少的。这就达到了磁屏蔽的目的。这种现象也可以用下例说明, 把一块软铁放入磁场中,这块软铁由于被磁化而产生了磁场,在这块软铁的内部,外磁场和被磁化的软铁所产生新磁场方向一致,而在铁块外部,两个磁场方向相反,相互抵消.

在高频交变磁场中,屏蔽原理就完全是另一种概念。这时是利用涡流现象,以导电材料制成屏蔽罩。在高频干扰磁场中,屏蔽罩中会产生涡流。由于涡流产生的磁场 有抵消外磁场的作用,当外磁场的交变频率越高,产生的涡流现象越严重,从而抵消外界磁场的作用越大。所以在进行高频屏蔽时,不必用很厚的铁磁性材料去作屏 蔽罩,而是用导电性好的铜片或铝片来作屏蔽罩,对要求高的屏蔽罩,常是在铜壳上再镀一层银,提高屏蔽罩导电性能,则屏蔽效果就更好。

对于屏蔽体来说,所选择的材料的类型对其性能和成本影响极大。在设计屏蔽体时有一点是重要的,就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。对这些不同性 能的理解就可使你选择合适的材料,去满足目标要求。 磁屏蔽材料要根据各自的特性进行选择,特别是磁导率和磁饱和性能。由于在变更低频磁场方向的效能,所 以高磁导率材料(比如含80%的镍合金Mumetal,这是一种高磁导率铁镍合金)是经常使用的屏蔽材料。这些合金可满足MIL-N-14411C部分1 和ASTMA753-97样式4的要求。其可得到的相对较薄的厚度为0.002到0.125英寸,并极易被有经验的屏蔽加工者加工出来。 在需要于极小空 间内降低磁场时,典型上使用这些合金。在需要提供比要求更高屏蔽时,或是磁场强度(在较高场强时更为典型)需要具有更高饱和值材料时,这些材料常被选中。  在屏蔽目标仅需要稍微减少场强时(减少1~1/4),或是当场强足以使高磁导率屏蔽体饱和时,超低碳钢(ULCS)可能是最佳的选择。这些较低成本材料 的碳含量典型小于0.01%;与其它钢相比,其有较高的磁导率和极优的饱和性能。这些材料具有较小的柔韧性,并比硅钢较容易制造,这就允许在大面积屏蔽项 目中容易安装和以同样的方式加工出小型组件。ULCS可与高磁导率材料一起使用,以为需要高饱和保护和高衰减等级建立最佳的屏蔽体。 对于低温用的屏蔽 体,Cryoperm10(为德国Vaccumschmelze GmbHg公司的注册商标)为一种最佳选择。与Mumetal一样,Cryoperm10也是一种高磁导率镍铁合金,它是经特殊加工而成的,以提供在降低 温度时磁导率增加。标准的屏蔽合金(比如Mumetal)在低温时就失去了其大部分磁导率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°K时的磁导率 却增加10倍

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