一种电工器材外壳及其制作方法.pdf

本发明涉及一种具有吸收电磁波功能的电工器材外壳及其制作方法，本发明的电工器材外壳的由包括磁晶粉或介电性粉、天然或人工橡胶或硅胶或塑料和辅料在内的电磁波吸收材料制作而成。该电工器材外壳为一层或一层以上，其形状包括板状、盖状、匡状、圆环状、圆球状、泡棉状或按键板状等，该电工器材外壳可以吸收电工器件放射的电磁波，防止外泄电磁波造成对外界的影响；或吸收外界侵入的电磁波而降低电磁波对电工器件本身的干扰。本发明电工器材外壳，可通过能量转换功能将电磁波放射及侵入的能量转换成热能释出去，使电磁波放射及侵入有效地减至最低程度。本发明还公开了一种电工器材外壳的制作方法。

1、  一种电工器材外壳，其特征在于：所述电工器材外壳由电磁波吸收材料制成。

2、  如权利要求1所述的一种电工器材外壳，其特征在于，所述电磁波吸收材料的成分由以下重量百分比的物质组成：磁晶粉或介电性粉30％～80％；天然或人工橡胶或硅胶或塑料10％～60％；辅料10％～30％。

3、  如权利要求2所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述辅料的成分及其占电磁波吸收材料的重量百分比是氧化镁2％、氧化锌2％～3％、次乙基硫4％～6％和硬脂酸2％～4％。

4、  如权利要求1所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述电工器材外壳的形状包括板状、盖状、框状、圆环状、圆球状、泡棉状或按键板状。

5、  如权利要求1所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述电工器材外壳为一层或一层以上。

6、  如权利要求1或2或3或4或5所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述电工器材外壳包括电工器材、手机、计算机、显示器、集成电路、中央处理器、讯号放大器、变压器、电动机、走线及连接线的外壳或按键板。

7、  如权利要求1或2或3或4或5所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述电工器材外壳的外侧加设金属阻隔单元或加设非金属阻隔单元。

8、  如权利要求7所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述金属阻隔单元包括金、银、铜、铁、铝、铂、不锈钢、合金、ITO、有机化合物、短织金属线中的一种或一种以上。

9、  如权利要求7所述的一种电工器材外壳，其特征在于：所述非金属阻隔单元为具有导电性但不作为接地的导电薄膜。

10、  一种电工器材外壳的制作方法，包括以下步骤：
(1)、磁晶粉或介电性粉30％～80％，天然或人工橡胶或硅胶或塑料10％～60％，辅料10％～30％混合；
(2)混合后的物料放入模具中，以130℃～190℃加热；
(3)以100Kg～150Kg/cm²压力加压；
(4)自然冷却；
(5)拆除模具制成电工器材外壳。

一种电工器材外壳及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种外壳，特别是关于一种可应用于防止电工器材放射电磁波污染或防止电磁波侵入干扰电工器材工作的电工器材外壳及其制作方法。
背景技术
电工器材、电子产品及其电子组件，如：集成电路(IC)、中央处理器(CPU)、讯号放大器(LNB)、变压器(Transformer)、电动机(Motor)等，它们在自身工作过程中都会不可避免地产生电磁波，电磁波还可来源于电子产品中电路板上的走线(Trace)及各部份连接线，而走线越长及走线回路(Loop)围绕的面积越大，则所造成的天线(Antenna)的电磁波放射效应也越大；电工器材上的按键板等也会产生电磁波。所有这些电磁波除了会影响电工器材本身的正常工作外，对于外界环境及人体都会有不良的影响。
另外，当环境中的强大电磁波侵入到电工器材中的时候，电子组件如半导体、集成电路、中央处理器等就成为了电磁波破坏的对象，这种破坏效应可损及整个电工器材，使其功能受损，成为永久性的破坏，未经修复再无法正常工作。
另有电磁干扰效应如电磁波讯号(EMI)自外界侵入电工器材时，可使电工器材发生功能紊乱，此为暂时性的干扰，虽不会破坏电工器材的零件，但也能影响工作。
现有电工器材的外壳有木质或塑料的，对电磁波完全没有防治功效，现有电工器材的外壳材料，本身并无防电磁波的功能；外壳也有金属材料的，对电磁波的电场有部份阻隔功效，但仅能改变传播方向，毫无吸收功效，电磁波能量依然存在。
随着信息时代的来临，各种电子产品的应用更加广泛，所产生的电磁波也愈为严重，其对电工器材本身与周边事物的影响也愈来愈严重。
目前解决电磁波污染问题，普遍采用导电良好的阻隔(Shielding)方式，如：铜箔、铝箔、短织金属线等，或采用产生电感效应的抑制方式，如：加陶铁圈(FerriteCore)等，或采用产生电容效应的抑制方式，如：加分路电容(Bypass Capacitor)等，或改变天线长度及改变走线布局的抑制方式等，这些方式无非都是希望能够将电磁波放射抑制下来。
然而，上述已有的各种解决方式都只是治标不治本，因为，根据能量守恒定律(Conservation of Energy)，将电磁波放射由电工器材中的某一部位抑制时，则电磁波会移到另一部位放射；同样的，抑制了某一频率的电磁波时，电磁波又会以不同的频率出现，因此，上述已有的技术措施，无法合理地从根本上解决电磁波放射污染的问题。
本申请人公开了一种名称为“防电磁波外泄的包覆方法”(公告号为：CN1461176A)的发明专利申请，该方法将不导电的组合物，制作成能量转换单元，将能量转换单元11、12、13、14(如图1所示)，设置在电磁波放射源1、2、3、4的周围，通过能量转换单元将电磁波的能量转换成热能释放到外界，达到吸收电磁波的目的，从而有效地降低了电工器材放射的电磁波外泄，或阻挡外界电磁波对电工器材工作的干扰。如图2所示，是将能量转换单元21、22、23、24设置在电工器材原有外壳1、2、3、4内，并包覆在电磁波发射源外面的方式。但是无论是将能量转换单元放置在电工器材原有外壳内，还是放置在电工器材原有外壳外，都会形成多层结构，占据空间较大，成本相对较高，而电工器材原有的外壳，仍为普通材料，并无丝毫防治电磁波的作用。
发明内容
针对上述现有技术所存在的缺点，本发明的目的是提供一种自身具有吸收电磁波功能的电工器材外壳及其制作方法。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电工器材外壳，其特征在于：所述电工器材外壳由电磁波吸收材料制作而成。
所述电磁波吸收材料的成分由以下重量百分比的物质组成：磁晶粉(magneticmateial)或介电性粉30％～80％；天然或人工橡胶或硅胶或塑料10％～60％；辅料10％～30％。
所述辅料的成分及其占电磁波吸收材料的总重量百分比是氧化镁2％、氧化锌2％～3％、次乙基硫4％～6％和硬脂酸2％～4％等。
所述电工器材外壳的形状包括板状、盖状、匡状、圆环状、圆球状、泡棉状或按键板状。
所述电工器材外壳为一层或一层以上。
所述电工器材外壳包括电工器材、手机、计算机、显示器、集成电路、中央处理器、讯号放大器、变压器、电动机的外壳以及走线及连接线的外盖和按键板。
一种电工器材外壳的制作方法，包括以下步骤：1、将磁晶粉(magnetic mateial)或介电性粉30％～80％；天然或人工橡胶或硅胶或塑料10％～60％；辅料10％～30％按重量比例混合；2、放入模具中，以130℃～190℃加热；3、以100Kg～150Kg/cm²压力加压；4、自然冷却；5、拆除模具便制成电工器材外壳。
在所述电工器材外壳的外侧加设金属阻隔单元或加设非金属阻隔单元。
所述金属阻隔单元选自金、银、铜、铁、铝、铂、不锈钢、合金、ITO、有机化合物、短织金属线。
所述非金属阻隔单元为具有导电性但不作为接地的导电薄膜。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于直接将吸收电磁波的材料制作成电工器材的外壳，因此其自身具有将电磁波的能量转换为热能的功能，可将电工器材放射的电磁波及外界侵入到电工器材的电磁波的能量转换成热能释放出来，从而达到吸收电磁波的目的。2、本发明采用磁晶粉或介电性粉、橡胶或硅胶或塑料及辅料制成电工器材外壳，可将电工器材所放射出的电磁波或外界侵入到电工器材四周的电磁波大量吸收而减少至最低，从而使电磁波对电工器材本身、外界环境或人体的影响等减至最低。3、本发明电工器材外壳在吸收电磁波并将其转换为热能释放出来地过程中，经检测，仅提高环境温度1℃以下，不影响电工器材原有的功能。4、本发明电工器材外壳具有多种形状，可应用于各类电工器材，如手机、计算机、显示器等电子产品的外壳，集成电路、中央处理器、讯号放大器、变压器、电动机等电子组件的外壳，走线及连接线等的外盖，还可将电磁波吸收材料直接制成按键板等电器组件。本发明电工器材外壳，制作方法简单，原料易得，成本低廉，应用方便，对应用环境的影响很小，效果显著。
图1是本申请人已申请专利中的结构示意图
图2是本申请人已申请专利中的另一结构示意图
图3是本发明电工器材外壳结构示意图
图4是本发明电工器材外壳吸收电磁波的实验效果示意图
图5是本发明电工器材外壳吸收电磁波的实验效果示意图
本发明的特征是采用具有吸收电磁波功能的原料直接制成各种电工器材外壳，原料成分中磁晶粉或介电性粉占原料成分的重量百分比为30％～80％；天然或人工橡胶或硅胶或塑料占原料成分的重量百分比为10％～60％；以氧化镁、氧化锌、次乙基硫或硬脂酸等为辅料占原料成分的重量百分比为10％～30％，辅料的成分还可包括聚胺基甲酸酯树脂、黑烟、二硫化苯并噻唑；将所述原料按重量比例混合，然后放入模具中，在130℃～190℃温度条件下加热，以100Kg～150Kg/cm²压力加压，然后自然冷却，拆除模具后制成厚度为0.1mm～50mm的具有一定形状的电工器材外壳。
外壳的形状包括板状、盖状、匡状、圆环状、圆球状、泡棉状或按键板状等。以下通过具体实施例详细说明本发明电工器材外壳的材料配比和制作过程。
实施例1、本发明一种电工器材外壳的制作
(1)备置原料：总量100克，其中：
磁晶粉：70克，粒径10μ，密度4g/ml；
合成橡胶：15克；
氧化锌：3克；
氧化镁：2克；
次乙基硫：6克；
硬脂酸：4克。
(2)将上述原料混合后，放入模具内，经180℃温度加热，以110Kg/cm²压力加压。
(3)自然冷却。
(4)拆模，制成为厚度为1.6mm的板状电工器材外壳。用于无线网络中放射S(2～4GHz)频带的电磁波的电工器材作为外壳。
实施例2、另一种电工器材外壳的制作
(1)备置原料：总量100克，其中：
磁晶粉：55克，粒径20μ，密度3g/ml；
天然橡胶：35克；
氧化锌：2克；
氧化镁：2克；
次乙基硫：4克；
硬脂酸：2克。
(2)将上述原料混合后，放入模具内，经180℃温度加热，以110Kg/cm²压力加压。
(3)自然冷却。
(4)拆模，制成为厚度1.6mm的板状电工器材外壳。用于卫星通讯设备中放射Ku(12～18GHz)频带的电磁波的电工器材作为外壳。
实施例3、电工器材外壳吸收电磁波的实验。
利用实施例1制备的一种电工器材外壳，针对无线网络S(2～4GHz)频带的电磁波为实验对象，做电磁波吸收实验。将此种板状外壳，用于无线网络中的蓝牙系统做外壳，其吸收电磁波的效果如图4所示。
图中X座标为电磁波频率(GHz)；Y座标为吸收衰减(db)。实验结果表明，实施例1制备的板状外壳，应用于蓝牙系统做外壳，可以使电磁波有效衰减。
实施例4、一种电工器材外壳吸收电磁波的实验。
利用实施例2制备的一种电工器材外壳，针对卫星通讯Ku(12～18GHz)频带的电磁波为实验对象，做电磁波吸收实验。将此种板状外壳，用于卫星通讯中的降频器做外壳，其吸收电磁波的效果如图5所示。
图5中X座标为电磁波频率(GHz)，Y座标为吸收衰减(db)。实验结果表明，实施例2制备的板状外壳，应用于降频器做外壳，可以使电磁波有效衰减。
上述各实施例中，外壳能够将电磁波能量转换成热能，并释放出来，提高电磁波吸收材料的温度小于1℃。
上述实施例1、2制作电工器材外壳时，可通过不同的模具制成多种形状，如盖状、匡状、圆环状、圆球状、泡棉状或按键板状等，用于各种电工器材作外壳。
实施例5、本发明电工器材外壳的应用。
如图3所示，是本发明电工器材外壳应用时的结构示意图。图3中的31、32、33、34为本发明以电磁波吸收材料构成的电工器材外壳，没有外覆或/及内覆任何外加的电磁波吸收材料。
在应用本发明电工器材外壳时，为增强其对电磁波的吸收功能，可同时采用多层外壳的结构。为增强本发明电工器材外壳对电磁波的吸收功能，根据需要，可在本发明电工器材外壳的外侧加设金属阻隔单元，该金属阻隔单元可为金、银、铜、铁、铝、铂、不锈钢、合金、ITO、有机化合物、短织金属线等阻隔单元；或加设非金属阻隔单元，如具有导电性但不作为接地的导电薄膜等阻隔单元。