LNP* Faradex* 复合材料一种用于降低系统成本的 EMI 屏蔽热塑性复合材料。随着电子设备渗透至全球的每一个角落，电磁干扰 (EMI) 的影响力 开始迅速增加，对于电磁兼容性 (EMC) 的需求日益紧迫，对于从保健到国防等任务关键型的设备尤为如此。因此，设备制造商需要一种可在{zd0}限度降低成本的同时满足客户需求及法规标准的有效、可靠的 EMI 屏蔽方法。欢迎使用 LNP* Faradex* 复合材料：汇集了缩短加工周期、降低系统成本、具有出色的复杂几何形状设计灵活性以及提供适当屏蔽等级等优点的导电热塑性塑料解决方案。 EMI 屏蔽的{jj1}选择材料保健测试与测量设备 • 传送设备：体外除颤器、制氧机、呼吸机、喷雾器、吸气器 • 病人监控：脉搏血氧饱和度监测、xx、心血管、睡眠呼吸暂停 • 医学成像：超声、MRI、X 光、伽玛相机、计算机体层成像 • 临床诊断：临床化学、免疫分析、血液学、止血法、微生物学、验尿、血库、床旁检测工业测试与测量设备 • 网络分析仪 • 校正器 • AC 循环计数器 • 电表 • 示波器 • 电压测试仪无线通信资产跟踪/管理 • 静态 RFID 读写器 • 移动式 RFID 读写器xx/国防电子设备 • 战略地面军事无线电 • 数字机载导航系统 • 安装终端管理系统的 PC • 视频刻录/复制设备 • 热成像相机 • 地面雷达设备 IT 设备 • 网络服务器 • 网络路由器 • 计算机与工作站 • 存储装置 • 传真机 • 复印机 • 其他商用设备汽车电子设备 • 发动机控制单元 (ECU) • 气囊模块 • 巡航控制模块 • 气候控制模块 • 防抱死系统 (ABS) 模块 • 配电箱模块 • 娱乐系统 • 车载信息服务系统一无论何种牌号，所有的 LNP Faradex 复合材料均具有一个特点：聚合物中含有优化分散的导电纤维。这些纤维 形成一个通过其较高的电导率产生法拉第笼效应的网状结构从而提供 EMI 屏蔽功能。 LNP Faradex 复合材料产品系列 DS0026 (V0 @ 2.1 mm) DS0036IP (V0 @ 2.1 mm) DS0039 (V0 @ 2.1 mm) NS0039 (V0 @ 2.0 mm) NS0039 (V0 @ 3.0 mm) NS0031 (V0 @ 1.5 mm) NS002 NS003 AS0029 (V0 @ 2.5 mm) AS0039 (V0 @ 3.0 mm) AS002 AS003 MS002P MS003 PS003E 这种屏蔽性能与下列主要优点一道使 LNP Faradex 复合材料与众不同： • 设计灵活性。许多几何形状较为复杂的设备需要材料具有{zj0}的可成型性。LNP Faradex 复合材料可通过注塑成型设备很容易地高效加工，甚至可填充很小的接缝与开口，这是金属所无法相比的。 • 轻质。采用 LNP Faradex 复合材料制成的屏蔽部件通常比金属部件轻 50-80%。 • 易于加工。无需电镀、喷涂或金属镀即可产生屏蔽效果。这不仅解决了诸如难以对部分热塑性材料进行涂层一类的传统性难题，而且还使采用 LNP Faradex 复合材料制成的零件符合有关回收利用与处置的严格环保要求。 • 节省成本。LNP Faradex 复合材料通过xx其他屏蔽方法不可或缺的加工步骤可使您的操作流程得到精简，从而大幅度地降低成本。 • 可着色性。由于 LNP Faradex 复合材料可自配色，因 此无需进行二次加工操作。 LNP Faradex 复合材料xx复合而成，并采用多种基材聚合物预先着色，不仅具有多种性能，而且可进一步提高您的设计灵活性。 • ABS（阻燃与非阻燃） • PC/ABS（阻燃与非阻燃） • PC（阻燃与非阻燃） • PP • PA 6 GE 塑料集团不断开发适用于不断增长应用需求的新牌号。目前可针对极高的特殊要求定制独特的复合材料。 LNP Faradex 复合材料与标准树脂对比 LNP Faradex 复合材料与金属相比设计灵活性更高，与塑料喷涂或镀层解决方案相比加工效率更高，与上述替代方案相比屏蔽性能相当。模具收缩 – PC 树脂中采用不锈钢纤维与碳纤维对比 LNP Faradex 复合材料由于导电填充物的体积含量低，因此具有与制成复合材料的基材十分相似的低各向同性收缩性能。屏蔽效能(SE) = A + R + B LNP Faradex 复合材料的总体屏蔽效能源自反射与吸收电磁能的组合 LNP Faradex 复合材料可采用包括下列在内的多种传统型塑料连接方法： • 超声波焊接 • 热铆合 • 粘接 • 机械装配（包括搭接与机械紧固件）由此，设计人员可利用这些连接方法改进其装配与/或拆卸设计。有关这些连接方法的更多详情，请参见《GE 工程热塑性材料设计指南》。尽管提供经过预先着色的 LNP Faradex 复合材料，但对由 LNP Faradex 复合材料制成的部件仍可使用传统的涂层方法与材料进行加工。具体的涂层方法与材料将取决于树脂基材、外观以及最终产品的性能要求。GE 塑料集团已对基于 PC/ABS 的 LNP Faradex 复合材料进行涂层研究，得到非常好的结果如何使用 LNP Faradex 复合材料实现{zj0}的屏蔽效能？主要因素包括屏蔽材料的壁厚、材料的导电性与外壳的几何形状。防止接合面与隙缝（包括接头与通风槽）处 EMI 泄漏尤为重要。遵循下列操作指南解决上述难题，并且在您的设计中{zd0}限度地利用 LNP Faradex 复合材料。 设计要素 接头设计接头{zh0}应保持电连续性，从而避免成为泄漏电磁辐射的“槽孔天线”。然而，对于良好表面外观的追求经常会导致表面树脂过多，使得导电纤维埋于树脂基体内，降低了接头的导电性。为{zd0}限度降低产生“槽孔天线”效应，应当采用榫槽或搭接式过盈配合。这样的设计可扩大接头表面区域，增加接触压力，从而提高接缝的电连续性。还可以使用溶剂溶解接头表面上的树脂，使纤维上升至表面，从而提高导电性。隙缝设计排气孔与余隙孔的尺寸会对 EMI 泄漏产生极大的影响。窄、短、深槽比长、宽、浅槽具有更佳的性能；同样，使用小孔会{zd0}限度地避免屏蔽材料出现感应电流中断现象，同时与相同区域内的大孔相比，会更好地减少电磁波的进出。 Not Recommended Narrow, short, deep slots are better than long, wide, shallow slots. More small holes rather than few large ones. Recommended 对接接头搭接 接头榫槽接头不推荐推荐窄、短、深槽比长、宽、浅槽具有更佳的性能。宁可选择大量的小孔，而不选择少量的大孔。 LNP Faradex DS002 复合材料（基材树脂：PC）屏蔽有效性 (dB*) 频率 (MHz) * 依照 ASTM D4935 测试当{dj1}的移动式热壁厚壁厚应尽可能地均匀，应至少为 2 mm。这可以确保导电网络在成型部件中充分形成，可{zd0}限度地减少出现因加工薄壁部件时剪切过高而引起的纤维磨损（屏蔽有效性的关键要素)。在设计圆角时，应加大半径，从而{zd0}限度降低填充时出现纤维磨损的可能性，从而保持屏蔽性能。同样道理，壁厚应逐渐过渡。衬套、补强肋与角板 LNP Faradex 复合材料具有均衡的机械性能与流动性，可用于成型补强肋角板与衬套等复杂部件。如果设计得当，这些特点可极大地提高部件刚性、强度与稳定性，同时改进组装设计。根据塑料材料的设计标准设计衬套与补强肋可{zd0}限度地减小凹陷与空洞形成的可能性。 LNP Faradex 复合材料与其基材树脂的加工方法相似。可使用具有常规螺杆与喷嘴设计的标准型注塑成型设备对其进行加工。加工 LNP Faradex 复合材料制品的关键是在塑化、填充与成型时{zd0}限度地降低纤维磨损同时提高纤维的均匀分布。 加工规范   这对于产生法拉第笼效应以及实现对于取得{zj0}屏蔽效能而言必不可少的高电导率至关重要。下列设备使用规范与操作条件可实现{zj0}效果： • 使用通用螺杆，压缩比不超过 2.5:1。 • 使用“自由流动”螺杆尖降低纤维断裂可能性。 • 不得使用混合螺杆。 • 拆下可中断颗粒流动与下料的送料斗磁铁。 • 填充时降低注塑速度，从而{zd0}限度地减小剪切与纤维磨损。 • 恢复时使用低背压（小于或等于 50 psi）与低螺杆RPM。 • 注射量占料筒容积的 40 – 70%。 • 通过在基材加工窗口的上限设定熔融温度{zd0}限度降低黏度。这一参数会对{zd0}限度降低磨损产生影响，原因是较低的熔融黏度可有助于降低剪切力以及填充部件模腔所需的压力与注塑速度(如下图所示)。 • 将模具温度设定为相对较高的程度，从而在填充模腔时保持较低的复合材料黏度。注道、流道和浇口另外，为{zd0}限度降低纤维磨损，应使用注道衬套以及尺寸较大且不带有尖角的整圆模具流道系统。除此之外，通过浇口系统降低压降与剪切力同样十分重要。因此，建议使用剪切力低的浇口系统。不得使用点浇口，而应选择尺寸较大的浇口（至少为 1.8mm)。可以使用外部加热的热流道系统。然而，由于会产生较高的剪切力，因此建议采用带有开放式喷嘴或针形截止阀的热流道取代鱼雷形热流道。有关浇口设计与尺寸的具体建议，请联系您当地的 GE 塑料集团技术服务工程师。模具材料加工树脂与 LNP Faradex 复合材料时，通常推荐使用诸如 H-13 等硬化工具钢。预硬化的工具钢（如 P-20或 NAKR-55）常用于制作大规模的模具，因为在大型应用中进行模具钢硬化是很不切实际的。如果需要很高的熔体和模具温度，则应选用 H-13 型钢材。H-13还可用于制作热流道歧管。H-13 的回火温度非常高，可以承受很高的模具加工温度而不影响硬度。有关选择与制造用于加工 LNP Faradex 复合材料的模具材料和模具结构体建议，请联系您当地的 GE 塑料集团技术服务工程师。模具与设备是否会出现磨损？这不是问题！模具与注塑成型设备的磨损问题是考虑采用 LNP Faradex 等填充复合材料的加工商所普遍提出的问题。尽管磨损机理比较复杂且受多种因素影响，但是有许多证明 LNP Faradex 复合材料不会对模具或成型设备造成过大磨损的基本原理可供我们参考。首先，不锈钢的硬度约为 4.4 Mohs，位于热塑性复合材料所使用的其他填料与添加剂的范围之内（通常范围为 3.5 至 5.5 Mohs）。此外，与其他填充或补强型热塑性复合材料相比，LNP Faradex 复合材料中所使用的不锈钢纤维的体积含量较低。另外，与其他短纤维或低长径比填料相比，LNP Faradex 复合材料中所使用的不锈钢纤维的长径比较高。低含量与高长径比使得复合材料中所存在的构成磨损主要因素的磨损性纤维端部数量较少。有关 LNP Faradex 复合材料与其他填充和非填充热塑性材料的磨损预测研究的对比情况请见下表。熔融塑料在此研究中起着纤维与模具钢之间润滑的作用。净结果表明，加工填充不锈钢的复合材料不会对成型设备或模具造成极大的磨损。有关粉碎料的使用说明尽管可以对 LNP Faradex 热塑性复合材料进行回收利用与二次加工，但在添加粉碎料时必须加以小心。这是因为造粒工艺以及对材料的二次加工会导致不锈钢纤维断裂，从而降低部件的屏蔽效能。此外，由于各种应用的性能参数不同（并且受加工条件与部件几何形状影响)，因此建议对各种应用分别进行粉碎料研究。GE 塑料集团使用 DS0036IP 对 3mm 厚，135mm直径的搭接浇口板所进行的粉碎料研究显示，在按照标准化 ASTM 测试方法进行测试时，SE 与机械性能仅会出现细微改变。尽管这表明 LNP Faradex 复合材料可以回收利用，但是必须单独进行粉碎料研究以确定性能。 Ecomagination*（绿色创想） GE ecomagination 计划是一项通过帮助客户解决最艰巨的环境难题而创造新的商机的重要全球战略。作为 GE 全公司范围计划的组成部分，GE 塑料集团在开发与制造符合生产与回收利用全球标准的环保型工程塑料方面处于{lx1}地位。这其中许多产品的设计达到了无卤部件的要求，有助于减少对环境有害的物质和排放、节约水资源并提高能源效率。有关电子设备的环保标准属于下列两大标准范畴：有害物质限用指令 (RoHS) 该欧盟立法规定禁止使用铅、镉、汞、六价铬、多溴联苯 (PBB) 与多溴联苯醚 (PBDE) 阻燃剂。废电机电子产品指令 (WEEE)WEEE 标准提高了对电气与电子设备的回收利用要求。 硬件制造商负责承担设备报废时的回收利用费用。 LNP Faradex 复合材料可提供帮助所有 LNP Faradex 复合材料均符合 RoHS 法令，一些牌号采用非溴化、非氯化阻燃系统制成。另外，由于这些复合材料经过预先着色且无需进行表面金属化处理，因此原始设备制造商可无需通过喷涂与金属化涂层加工排放挥发性有机化合物 (VOC)。事实证明，这些加工会对空气质量产生负面影响。使用 LNP Faradex 复合材料可有助于制造商在提供有效EMI 屏蔽解决方案的同时免除喷涂/镀覆操作以及{zd0}限度地降低或xx排放许可费用与处置费用，从而全面提高生产力。在使用寿命结束时，可对其回收利用，无需对其进行去除喷涂或镀层的操作。环保标准尽管美国与欧盟已制定了各自的排放与抗干扰标准（如下表所示），但是世界贸易组织要求各成员国尽可能地采用国际标准。关于 EMC 的标准主要由国际电工委员会 (IEC) 与国际无线电干扰特别委员会 (CISPR) 制定。 IEC 标准包括： • IEC 61000-1 – 简介、条款与条件。 • IEC 61000-2 – 电磁环境分类 • IEC 61000-3 – 限值与骚扰级别 • IEC 61000-4 – 测试与测量方法 • IEC 61000-5 – 安装和减轻干扰指南 • IEC 61000-6 – 通用标准尽管现行的不同标准具有共性，但仍非xx相同，因此各方仍在继续努力确保这些标准的一致性以及/或采用国际标准。美国与欧盟设备分类及其适用电磁兼容性 (EMC) 标准一览表 1) 尽管欧盟与美国的标准具有共性，但仍非xx相同。 2) 美国食品药品管理局 (FDA) 及其下属器械和辐射健康中心 (CDHR) 鼓励设备制造商将 IEC 60601-1-2（医疗设备，电磁兼容性规定与测试）作为其 EMC 标准使用，该标准内含排放与抗干扰的限值。 3) SAE 标准由汽车行业通过与 FCC 达成协议的方式自行执行。 FCC 规定美国xx通信委员会 (FCC) 自行制定了 EMC 标准。这些标准将数字设备定义为“产生与使用大于 9KHz 的数字定时信号的非意图发射源。”这些标准被划分了两个等级： • 等级 A，适用于工业与商业（中心局）设备（用于10 米处 EMC 测试） • 等级 B, 适用于任何场所，尤其是居住环境（3 米处测试）关于 FCC 管制组装数字设备（即：ISM, 无线电与电视接收器等级 B 设备，ITE 等级 A 设备）的排放限值比较下图所示为用于显示 LNP Faradex DS0036IP 复合材料与真空镀 FR PC/ABS 的性能比较而对六面外壳进行的排放测试比较结果。该测试是 GE 塑料集团通过其开发中心所进行的产品与应用测试的一个示例，表明了GE 塑料集团支持客户采用 LNP Faradex 复合材料开发解决其 EMC 难题的解决方案的决心。 • 按照 FCC CFR 47 Part 18 规范进行的排放测试（3m 距离)。 • 外壳设计：2 mm 厚壁，3 mm 搭接接头。 • 真空镀 FR PC/ABS 由 1 um 镍顶部涂层与位于下方的 4 um 铜涂层组成，对角电阻小于 5 ohm，已通过 #405 类型胶粘剂剥离测试。设备类型美国1 欧盟1 ISM 设备2 FCC CFR 47 Part 18 EN 55011/CISPR 11 汽车SAE J551-23 EN 55012/CISPR 12 无线电与电视接收器FCC CFR 47 Part 15 EN 55013/CISPR 13 家用电器EN 55014/CISPR 14 照明设备EN 55015/CISPR 15 ITE 设备FCC CFR 47 Part 15 EN 55022/CISPR 22 FCC-A 限值 (10M) FCC-B 限值 (3M) 频率 (MHz) 场强 (dBuV/m) DS0036IP 真空镀 FR PC/ABS MHz dB LNP Faradex DS0036IP 复合材料与真空镀 FR PC/ABS 比较结果 LNP Faradex 复合材料 GE Plastics 20 屏蔽效能测试方法 ASTM D4935 这种方法十分适用于异质材料，以平面结构的方式报告受远场电磁波干扰材料的 SE。测量的频率范围通常为 30MHz 至 1.5GHz。这种方法适用于不同材料，对于产品开发以及评估不同屏蔽材料的性能与不同屏蔽厚度十分有用。尽管 ASTM D4935 不再被广泛使用，但仍然是测试远场屏蔽效能的适用标准，具有良好的xx性、准确性与重复性。网络分析仪反射端口传输端口透射波入射波反射波用于测试屏蔽有效性的高电导率 • 适用于板材样品 • 采用四点探针法 (ISO 3915) • 测量方电阻 (Rs), 定义为：从材料样品的一侧至另一侧的电阻，表达式为： Rs 独立于样品区域。在远场条件下（屏蔽 > ë/2π (源头)), Rs 可用于通过关系式 SE = 20*LOG(1+188.5/Rs)近似屏蔽有效性。对于同质导体而言，可以准确地测量 Rs。然而对于异质复合材料而言，使用这种方法持续测量 Rs 的难度较大，因为表面导电性出现变量，会 对 SE 预测不足。测量 LNP Faradex 复合材料高电导率的一种更为有效的方法为使用右侧所述的涡流测量方法。涡流（LNP Faradex 表）说明：一种通过产生 H 场并使用接收天线测量衰减 H 场从而确定样品“方电阻” (Rs) 的二探针法（如图所示)。样品中的感应电流为 Rs 的直接测量值。Rs 已知后，可通过下列等式计算出屏蔽效能（远场条件下，即：屏蔽距离 > 波长/2π (发射源)）： SE = 20*LOG (1+188.5/Rs) 主要优点： • 这是一种无损方法 • 测量快速（15 秒）且无需制备样品 • LNP Faradex 表与标准化方法 (ASTM D4935) 具有良好的关联性 • 这种方法对表明平整度无任何要求，因此适合于应用测试 • 移动式设备，可在注塑成型试验中现场使用 • 一种作为质量保证工具监测屏蔽效能或用于应用开发的有效途径 ESD 防护测试方法表面电阻率 (IEC 93, ASTM D257, ASTM D4496) • 测量表面电流传导性能 • 典型性能 SR < 1012 Ω/sq 静电电压衰减 (IEC 61000-4-2, FTMS101B, Mil-B-81750B) • 测量释放一定静电负荷的功能 • 常规要求为在 23°C 与 15% RH 条件下从 5000V 至 0V的放压时间不足 2 秒电阻 = A (单位：cm2) L (单位： cm) I (单位： A) V (单位：V) 源天线接收天线产生接收 (单位：Ω . cm)   PC