屏蔽材料(如電磁屏蔽材料、聲學屏蔽材料等)在應用中需承受機械應力、環境侵蝕或頻繁形變,易因撕裂導致屏蔽性能失效。預防撕裂需從材料設計、工藝優化、結構強化及使用維護四方麵綜合施策,以下是具體方案:
一、材料選擇與配方優化
高韌性基材
彈性體基材:選用撕裂強度高的熱塑性彈性體(TPE)、矽橡膠或TPU作為基材,其分子鏈結構(如星型、支化型)可分散應力,提升抗撕裂性。
複合材料:在基材中添加納米填料(如碳納米管、石墨烯)或纖維增強體(如玻璃纖維、芳綸纖維),通過物理交聯或化學鍵合增強材料韌性。例如,添加5%碳納米管的矽橡膠,撕裂強度可提升30%以上。
抗撕裂助劑
增塑劑:適量添加環保型增塑劑(如偏苯三酸三辛酯TOTM),降低材料硬度同時保持彈性,避免因脆化導致撕裂。
抗氧劑與光穩定劑:加入受阻酚類抗氧劑(如Irganox 1010)和紫外線吸收劑(如UV-531),延緩材料老化,防止因環境侵蝕引發裂紋擴展。
導電/屏蔽功能層設計
多層複合結構:將屏蔽層(如金屬鍍層、導電纖維)嵌入彈性體基材中,形成“軟-硬-軟”夾層結構。外層軟質材料吸收應力,內層硬質屏蔽層提供支撐,避免直接受力撕裂。
梯度材料:通過共擠出或梯度塗覆工藝,使材料表麵硬度低於內部,形成應力緩衝層,減少撕裂風險。
二、工藝優化與製造控製
成型工藝改進
注射成型:優化注射速度、壓力和保壓時間,避免熔體破裂或熔接痕(撕裂易發部位)。例如,采用低速高壓注射可減少材料內部缺陷。
擠出成型:控製擠出溫度和牽引速度,確保材料均勻拉伸,避免因局部過薄導致撕裂。
模壓成型:通過預熱模具和材料,減少成型應力,提升材料致密度。
表麵處理技術
等離子處理:對材料表麵進行等離子刻蝕,增加表麵粗糙度,提高與後續塗層或粘接劑的附著力,防止層間剝離撕裂。
塗層保護:在材料表麵塗覆耐磨、耐腐蝕塗層(如聚氨酯塗層),形成物理屏障,減少環境因素引發的裂紋。
後處理工藝
熱處理:對成型後的材料進行退火處理,消除內部殘餘應力,降低撕裂敏感性。
機械加工控製:在切割、衝孔等加工過程中,使用鋒利刀具並控製進給速度,避免毛刺或裂紋產生。
三、結構設計與強化
幾何形狀優化
圓角過渡:在產品邊緣或轉角處設計圓角(R≥0.5mm),避免直角導致應力集中。
加強筋設計:在薄弱部位增加加強筋或凸起結構,分散應力並提高抗撕裂性。例如,在屏蔽罩邊緣增加環形加強筋,可提升撕裂強度20%以上。
避免薄壁結構:壁厚過薄(如<1mm)易導致撕裂,需根據產品尺寸合理設計壁厚,必要時采用局部增厚設計。
多部件連接方式
機械連接:優先采用鉚接、螺釘連接等可拆卸方式,避免膠粘劑老化導致的層間撕裂。
嵌入式結構:將屏蔽材料嵌入剛性框架中,通過物理限位減少形變,降低撕裂風險。例如,將柔性屏蔽墊嵌入金屬外殼的凹槽內。
預應力設計
在材料中引入預壓縮應力(如通過模壓成型時的收縮率控製),使材料在受力時先抵消部分拉應力,延緩裂紋萌生。
四、使用與維護規範
環境控製
溫度管理:避免屏蔽材料長期暴露於*端溫度(如<-40℃或>120℃),防止材料脆化或軟化。
濕度控製:在潮濕環境中使用防水型屏蔽材料(如鍍鎳纖維布),或通過密封設計減少水分滲透。
化學防護:遠離腐蝕性介質(如酸、堿、有機溶劑),必要時采用耐化學塗層保護。
操作規範
避免過度形變:在使用中限製材料的拉伸、彎曲或壓縮幅度,尤其對柔性屏蔽材料(如屏蔽套管)需控製形變率(如<50%)。
規範安裝:按照產品說明書進行安裝,避免因安裝不當導致局部應力集中。例如,屏蔽線纜需避免過度彎曲或纏繞。
定期檢查與更換
外觀檢查:定期檢查屏蔽材料表麵是否有裂紋、起泡或脫層現象,及時發現潛在撕裂風險。
性能測試:對關鍵部件(如電磁屏蔽室、醫療設備屏蔽罩)定期進行屏蔽效能測試,確保性能達標。
更換周期:根據使用環境和使用頻率製定更換計劃,對易老化部件(如橡膠密封條)提前更換。

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