ما هي مواد التدريع الشائعة؟
التدريع هو تقنية تستخدم التدريع لمنع أو تقليل انتقال الطاقة الكهرومغناطيسية ، وهي إحدى الوسائل المهمة لقمع التداخل الكهرومغناطيسي. يمكن تقسيم التدريع الكهرومغناطيسي عمومًا إلى ثلاثة أنواع: التدريع الكهروستاتيكي ، التدريع الكهرومغناطيسي والدرع الكهرومغناطيسي عالي التردد. الغرض من أنواع التدريع الثلاثة هو منع المجال الكهرومغناطيسي الخارجي من دخول منطقة معينة تحتاج إلى الحماية. المبدأ هو استخدام تأثير حجب تحريض المجال الخارجي لتعويض تأثير المجال الخارجي. ومع ذلك ، نظرًا للخصائص المختلفة للمجال المراد حمايته ، تختلف أيضًا متطلبات مادة غلاف التدريع وتأثير التدريع.
المواد المختلفة وسماكات المواد المختلفة لها تأثيرات امتصاص مختلفة على الموجات الكهرومغناطيسية
رقائق الألمنيوم مايلر: رقائق الألمنيوم مايلر تستخدم رقائق الألمنيوم الناعمة وفيلم البوليستر كمواد خام ، وتتضاعف عن طريق الطلاء بالحفر. بعد أن تنضج رقائق الألمنيوم مايلر ، يتم قصها وتدحرجها. يمكن صياغتها ولصقها ، ويمكن استخدام مايلر رقائق الألومنيوم لتجميع التدريع والتأريض بعد قطع القوالب. يستخدم شريط مايلر رقائق الألومنيوم بشكل أساسي في شاشة التداخل لكابلات الاتصالات. رقائق الألمنيوم مايلر تشمل: رقائق ألمنيوم من جانب واحد ، ورق ألومنيوم مزدوج الوجه ، ورق ألمنيوم مجنح ، ورق ألمنيوم مصهور على الساخن ، شريط رقائق ألمنيوم ، شريط مركب من الألومنيوم والبلاستيك ؛ توفر طبقة الألومنيوم موصلية ممتازة ، ويمكن أن تتكيف فعالية الحماية ومقاومة التآكل مع المتطلبات المختلفة ، ويبلغ نطاق التدريع بشكل أساسي 100 كيلو -3 جيجاهرتز ، ثم يتم طلاء رقائق الألومنيوم المصهور على الساخن مايلر بطبقة من المادة اللاصقة بالذوبان الساخن على السطح حيث تلامس رقائق الألومنيوم والكابل. في حالة التسخين المسبق بدرجة حرارة عالية ، يمكن لف المادة اللاصقة الذائبة بإحكام بعزل قلب الكابل ، وهو أمر مفيد لأداء التدريع للكابل ، في حين أن رقائق الألومنيوم العادية ليست لزجة ، فهي ببساطة ملفوفة على قلب الكابل العزل ، الكابل أداء التدريع ضعيف.
الميزات ومجالات التطبيق:
تُستخدم رقائق الألومنيوم مايلر بشكل أساسي لحماية الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد ، ومنع الموجات الكهرومغناطيسية عالية التردد من الاتصال بموصلات الكابلات ، ومن ثم توليد التيارات المستحثة وزيادة الحديث المتبادل. عندما تلامس الموجة الكهرومغناطيسية عالية التردد رقائق الألومنيوم ، وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي ، فإن الموجة الكهرومغناطيسية ستميل إلى سطح رقائق الألومنيوم وتولد تيارًا مستحثًا. في هذا الوقت ، هناك حاجة إلى موصل لتوجيه التيار المستحث إلى الأرض ، وذلك لتجنب تداخل التيار المستحث مع الإشارة المرسلة. تتطلب الأسلاك التي تستخدم رقائق الألمنيوم كطبقة واقية عمومًا ألا يقل معدل تكرار رقائق الألومنيوم عن 25 بالمائة. يوجد أكبر عدد من التطبيقات حاليًا على شبكة الأسلاك. يستخدم هذا النوع من كبلات الشبكة بشكل أساسي في المستشفيات والمصانع والأماكن الأخرى ذات الإشعاع الكهرومغناطيسي القوي أو عدد كبير من المعدات الكهربائية القوية ؛ بالإضافة إلى ذلك ، يتم استخدامه أيضًا في المناطق الحكومية وغيرها من المناطق التي لديها متطلبات عالية لأمان الشبكة.
الأسلاك المصنوعة من النحاس / الألومنيوم والمغنيسيوم الذهبية وغيرها من الشبكات المضفرة (التدريع المعدني): يتم تصنيع التدريع المعدني عن طريق تجديل الأسلاك المعدنية في هيكل نسج معين من خلال معدات التضفير. مواد التدريع هي بشكل عام أسلاك نحاسية (أسلاك نحاسية معلبة) ، وأسلاك من سبائك الألومنيوم ، وألومنيوم مغطى بالنحاس ، وشريط نحاسي (شريط نحاسي - بلاستيكي) ، وشريط ألومنيوم (شريط من الألومنيوم والبلاستيك) ، وشريط فولاذي ومواد أخرى ، تتوافق مع التضفير المعدني ، المعلمات الهيكلية المختلفة لها خصائص تدريع مختلفة ، وفعالية التدريع للطبقة المضفرة لا تختلف فقط عن فعالية المعدن نفسه. ترتبط الموصلية الكهربائية والنفاذية المغناطيسية بالمعلمات الهيكلية ، وكلما زاد عدد الطبقات ، زادت التغطية ، وصغر زاوية التضفير ، وكلما كان أداء التدريع لطبقة التضفير أفضل ، يجب التحكم في زاوية التضفير بين {{4} } ، بالنسبة لنسج الطبقة الواحدة ، يفضل أن يكون معدل التغطية أعلى من 80 في المائة ، بحيث يمكن تحويلها إلى طاقة حرارية وطاقة كامنة وأشكال أخرى من الطاقة من خلال آليات مثل فقدان التباطؤ ، وفقدان العزل الكهربائي ، وفقدان المقاومة ، وما إلى ذلك ، تستهلك طاقة غير ضرورية ، وتحقق حماية وامتصاص تأثير الموجات الكهرومغناطيسية. يتم نسج الشبكة المنسوجة بشكل عام بواسطة سلك نحاسي دائري معلب أو سلك ذهبي من الألومنيوم والمغنيسيوم ، وذلك بشكل أساسي لمنع تداخل الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد ، ومبدأ عملها هو نفس مبدأ رقائق الألومنيوم. يتطلب كبل الشبكة المحمي باستخدام شبكة مضفرة أن تكون كثافة الشبكة المضفرة بشكل عام أكبر من 80 بالمائة على الأقل. يستخدم هذا النوع من الشبكات المضفرة بشكل أساسي في الأماكن التي يتم فيها وضع عدد كبير من كبلات الشبكة في نفس الفتحة ، مما قد يقلل من التشويش الخارجي المتولد بين عدد كبير من كبلات الشبكة. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدامه أيضًا للحماية بين أزواج الأسلاك ، وذلك لزيادة الطول الملتوي لأزواج الأسلاك وتقليل متطلبات طول الكابلات الملتوية.
أنواع واتجاهات تطبيقات مواد تدريع الكابلات
هناك نوعان رئيسيان من مواد حماية الكابلات. أحدهما هو أننا عادة ما نسمي المادة بمستوى معين من أداء التدريع ضمن نطاق معين من المقاومة مادة بوليمر شبه موصلة. معيار التصنيف هو مبدأ التوصيل للمادة الداخلية. تسمى المادة نفسها ذات الموصلية الكهربائية بالنوع الهيكلي ، بينما يسمى تداخل التدريع بالنوع المركب من خلال طريقة الحشو. تعد كل من مواد البوليمر شبه الموصلة الهيكلية والمركبة من أهم مواد التدريع المستخدمة في هيكل الكابلات. وذلك لأن مواد البوليمر شبه الموصلة لا يمكنها حماية التداخل الكهرومغناطيسي فحسب ، بل تتمتع أيضًا بمقاومة قوية للأضرار الطبيعية الأخرى. على وجه الخصوص ، فإن القدرة على مقاومة الصواعق يمكن أن تجعلها تستخدم على نطاق واسع في سيناريوهات التطبيقات الخاصة مثل كابلات الطائرات. تعتبر عملية إنتاج مواد البوليمر شبه الموصلة معقدة نسبيًا والتكلفة مرتفعة نسبيًا. لذلك ، تتطلب مواد البوليمر شبه الموصلة تكاليف عالية. النوع الثاني هو نسج الأسلاك المعدنية ، والذي يشير بشكل أساسي إلى استخدام الأسلاك المعدنية كمادة رئيسية لتشكيل شبكة حماية. مادة تدريع الكابل لمناعة من التداخل المغناطيسي. في الكابلات مثل HDMI2.1 و USB4 التي تتطلب تدريعًا ، تكون الأسلاك المعدنية المستخدمة في مادة التدريع المضفرة عبارة عن أسلاك نحاسية مطلية بالقصدير. تهدف طريقة اختيار المواد هذه بشكل أساسي إلى تحسين أداء التدريع للكابل. في الوقت نفسه ، الكابلات لسيناريوهات التطبيق المختلفة يختلف معدل نسج هيكل التصميم لنسيج الأسلاك المستخدم أيضًا. بشكل عام ، يكون تأثير النسيج متعدد الطبقات أفضل من تأثير النسيج أحادي الطبقة ، ومنطقة التغطية تتناسب عكسياً مع زاوية النسيج. بمعنى ، لتحسين أداء التدريع ، يجب علينا تقليل زاوية النسيج وزيادة مساحة التغطية. باختصار ، يمكن أن يلعب التطبيق الفعال لتدريع الأسلاك دورًا جيدًا في حماية التداخل الكهرومغناطيسي.
تمثل الكابلات منخفضة التردد أعلى نسبة في تصنيع الكابلات. إذا واجهت الكابلات ذات الترددات المختلفة نقاط تأريض متعددة ، فسيتم توليد المزيد من الضوضاء الحالية ، مما لا يؤدي إلى التأثير الجيد لمكافحة التداخل لطبقة التدريع بأكملها. إذا تم اعتماد طريقة التدريع للتأريض بنقطة واحدة ، فيجب التأكد من أنه يمكن إلغاء التيار من تلقاء نفسه في طبقة التدريع ، وذلك لضمان بقاء تيار التداخل في طبقة التدريع ، وبالتالي تجنب التداخل الكهرومغناطيسي بشكل فعال . نظرًا لتأثير طريقة التأريض الخارجية لمكونات التطبيق ، غالبًا ما تعتمد طريقة التدريع الداخلي لبعض الكابلات طريقة التأريض ذات النقطتين. ويرجع ذلك أساسًا إلى أن طريقة التدريع الأرضي ذات النقطتين يمكنها تصدير التيار العائد بواسطة المجال المغناطيسي داخل الكبل ، وبالتالي تقليل التيار. قوة الاضطراب. من المرجح بشكل عام أن تحدث السعة الشاردة في الكابلات عالية التردد ، مما يؤثر بشكل خطير على انتقال التيار الطبيعي في الكابلات عالية التردد ، ولا يمكن لطرق التأريض أحادية النقطة وطرق التأريض ثنائية النقط أن تحل هذه المشكلة بشكل فعال. لذلك ، في الكابلات عالية التردد ، يجب اعتماد طريقة التدريع للتأريض متعدد النقاط في النظام. في الكابلات عالية التردد ، يكون لتيار التداخل داخل الخط ترددات متعددة وله خصائص تركيز السطح ، مما يضاعف تأثير التداخل بشكل مباشر ولا يفضي إلى التشغيل العادي للخط بأكمله. يمكن لطريقة التأريض متعددة النقاط أن تقلل المعاوقة في طبقة التدريع ، وتقليل تداخل الضوضاء الحالية ، وبالتالي تحسين تأثير التدريع الكلي.
تتكون طبقة التدريع لخط البيانات بشكل أساسي من مواد غير مغناطيسية مثل النحاس والألمنيوم ، وشبكة نحاسية مضفرة بشكل عام (شبكة مضفرة من الألومنيوم والمغنيسيوم) أو رسو نحاسي (مرساة من الألومنيوم ، وما إلى ذلك) ، وسمكها رقيق جدًا ، أصغر بكثير من المواد المعدنية على وتيرة الاستخدام. عمق الجلد. نقطة واحدة تحتاج إلى شرح هي أنه يجب توصيل أحد طرفيها بأرض إشارة الدائرة ، لأن تأثير طبقة التدريع لا يرجع أساسًا إلى انعكاس وامتصاص المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي بواسطة المعدن نفسها ، ولكن بسبب تأريض طبقة التدريع. ستؤثر الأشكال المختلفة بشكل مباشر على تأثير التدريع. سيكون اتجاه التطوير المستقبلي لمواد التدريع الكهرومغناطيسي هو التطور في اتجاه كفاءة تدريع أعلى وتردد تدريع أوسع وأداء شامل أفضل. سيحصل التطبيق المبتكر لمختلف المواد الجديدة في التدريع الكهرومغناطيسي على مزيد من التطوير. في التطور التكنولوجي المستقبلي ، سوف يتطور التدريع الكهرومغناطيسي من حيث الموصلية الجيدة ، وتكنولوجيا المعالجة البسيطة ، والأداء عالي التكلفة ، ومناسب للإنتاج بالجملة. يجب مراعاة أربعة عوامل عند اختيار نوع مادة التدريع الكهرومغناطيسي المراد استخدامها: متطلبات فعالية التدريع ، وما إذا كانت هناك متطلبات مانعة للتسرب بيئية ، ومتطلبات هيكل التركيب ، ومتطلبات التكلفة ، وفقًا للآلية يمكن تقسيمها إلى تدريع للمجال الكهربائي ، وتدريع المجال المغناطيسي وتدريع المجال الكهرومغناطيسي.
