- 选题背景和意义
- 选题背景:
电磁脉冲(electromagnetic pulse,EMP)是一种突发的物理现象,通常指发生在空中或地面的核爆炸所产生的瞬态强电磁场,其作用于周围空间中的电子电气设备即会产生电磁脉冲冲击。
电磁屏蔽是电磁脉冲防护最常用、最有效的方法之一。电磁屏蔽就是以金属隔离的原理来控制电磁干扰由一个区域向另一区域感应和辐射传播的方法,而在设计金属隔离时,设备和分系统金属机箱、机柜上还存在缝隙与孔洞等电磁屏蔽的薄弱环节,为保证屏蔽完整性,常用导电衬垫改善缝隙处的导电连续性,导电衬垫屏蔽性能的好坏直接影响机箱机柜的整体屏蔽性能。
为保证导电衬垫在电磁脉冲环境中的屏蔽性能的有效性,美国军用标准MIL-DTL-83528《导电衬垫通用规范》中规定需进行导电衬垫的电磁脉冲适应性测试,以便在机箱机柜设计时选择合适的导电衬垫,保证系统整体在电磁脉冲环境中的屏蔽性能满足要求。对于工程上使用较多的导电橡胶、橡胶芯金属丝网、导电泡棉等类型的导电衬垫,由于材料本身并非连续导电,当它们遭受强电磁脉冲辐照时电阻会增大,甚至可能会出现烧蚀现象,进而影响系统的整体屏蔽性能。若导电衬垫遭受强电磁脉冲辐照或承受强电磁脉冲电流后,其体电阻率符合规定值要求,则称该导电衬垫满足电磁脉冲适应性要求。但是目前国内还没有相关的测试标准与测试装置。
东南大学2008年利用波导对导电衬垫进行高功率微波作用,开展了高功率微波对导电衬垫屏蔽性能的影响研究。2013年根据MIL-DTL-83528设计了导电衬垫电磁脉冲适应性测试夹具,开展了导电衬垫电磁脉冲适应性研究,测试了不同归一化电流作用下导电衬垫的体电阻率,并对测试结果进行了分析。2019年东南大学李亚在毕业设计中研制了一个导电衬垫电磁脉冲适应性试验装置,其中包括振铃波脉冲电流发生器,测试夹具。并完成试验装置的机箱设计及整体布局。该装置符合美国军用标准MIL-DTL-83528G中的相关要求。并且利用研制的导电衬垫电磁脉冲适应性试验装置对导电衬垫进行测试,根据测试结果对导电衬垫电磁脉冲适应性进行分析研究。
- 意义:
在电子技术愈发先进的今天,各种半导体元器件在电子系统、电气系统和武器系统中的运用与电磁兼容及电磁屏蔽就显得更为重要。因此,无论是民用乃至军用环境中,防止电磁脉冲对电子设备的杀伤,提高设备的电磁脉冲防护能力显得越来越重要。
完善导电衬垫电磁脉冲适应性试验装置的研制有助于正确选择导电衬垫,保证电子设备在电磁脉冲环境中的屏蔽完整性,确保武器装备在电磁脉冲环境中的功能有效性。通过结合材料内部微观结构和化学成分分析进一步研究导电衬垫在脉冲电流作用下的体电阻率变化规律及机理,探究不同尺寸和不同类型材料的导电衬垫在大脉冲电流作用下的电磁脉冲适应性,分析在不同环境下电磁屏蔽材料,导电衬垫的选择。方便为以后的电磁屏蔽研究提供更多的选择,设计更好的导电衬垫,发挥更好的屏蔽效能
导电衬垫的适应性研究有利于形成规范统一化的标准,为我国像美国等国家一样制定相关的测试标准与测试装置提供一定的预研基础。
- 课题的主要任务及关键点
主要任务:
完善导电衬垫电磁脉冲适应性测试装置,主要工作是在现有基础上完成对脉冲电流发生器现有的开关触发电路进行改进和完善,实现脉冲触发电路的正常工作;
