电磁屏蔽材料及电磁屏蔽技术

项目背景 21世纪将是电子信息的时代，随着现代电子工业、电信产业的迅猛发展及电器产品的普及，在我们生存的环境中电磁辐射正在不断增强，由此产生的危害也日益严重。这些危害主要表现在三个方面：     

电磁连铸复合式结晶器内电磁场的数值模拟

通过简化条件下的理论推导和实验测试分别对交变磁场和静磁场计算方法进行了验证,在此基础上对电磁连铸复合式结晶器内的磁场进行计算,并分析了有无结晶器条件下两种磁场的相互影响·分析结果表明,该项技术是可行的     

导电织物电磁屏蔽特性的数值计算

采用绝对稳定的时域有限差分法,结合完全匹配层(PML)吸收边界条件,计算了由直径为微米量级导电纤维构成的织物对TEM波的屏蔽．考察了织物的几何参数、纤维的电磁参数和入射场极化方向与屏蔽效能(SE)之间的关系．在此基础上,对薄膜和织物的电磁屏蔽特性进行了对比分析．用我们研制的新型导电纤维编织的织物样品进行了测量,结果和数值计算符合较好。     

电磁连铸技术的应用及发展

系统阐述了电磁技术在连铸中的应用和发展,介绍了电磁搅拌、电磁制动和软接触电磁连铸的技术特点和应用现状,并分析了这三种技术存在的问题及相应的改进措施.     

大方坯连铸结晶器电磁搅拌三维电磁场的数值模拟

借助ANSYS有限元分析软件对240mm×280mm大方坯结晶器电磁搅拌磁场进行了数值模拟,系统研究了电磁搅拌参数对结晶器内磁场和电磁力的影响规律.结果表明:磁场在结晶器电磁搅拌器内产生的旋转电磁力在水平截面上形成一对力偶,驱使钢液顺时针旋转;结晶器高度方向上磁场分布呈"两端小中间大"分布特征.数值计算的磁感应强度与实测结果基本吻合.提出了杭钢大方坯45#钢电磁搅拌优化后的工艺参数为电流350A和频率3Hz,实验表明在此工艺参数下铸坯质量得到显著提高.     

钢连铸电磁搅拌工艺中流场的数值模拟

利用旋转磁场特征变换模型方程并结合边界更新法,与k-ε湍流模型耦合计算了交变电磁场作用下连铸方坯内的流场.结果表明:电磁力使得钢液在水平方向形成旋转流动,能够降低向下过高的流速并增强回流;从搅拌区域垂直中心向下,水平旋转流动的速度逐渐变小.钢液旋转流速随电源电流和频率的增大而提高,并且在水平面上呈单峰值分布,在近壁面处最大.     

水平悬浮电磁铸造悬浮特性研究

设计和建立了水平交流悬浮电磁铸造装置，实验研究了金属在交变电磁场中悬浮的特点．测定了磁场分布和悬浮力，考察了主要因素的影响规律．结果表明，除电流外，屏蔽宽度、金属所处位置和屏蔽－金属液回路的电阻值也对悬浮力有较大影响．     

铝薄板电磁铸造工艺参数的数值优化

通过对铝薄板电磁铸造过程中温度场的数值模拟研究了逆流导热距离、冷却水量、浇注温度和液柱高度等对铸造速度的影响。结果表明：（１）浇注温度和液柱高度影响不大;（２）本工艺条件下,逆流导热距离每增加５ｍｍ,稳态铸速降低０．５ｍｍ／ｓ;（３）冷却水量增加一倍,稳态铸速提高０．２ｍｍ／ｓ。计算所得的铸速曲线适合于电磁铸造的实时控制,为进一步优化铸造工艺奠定了良好的基础。     

空心铜管坯水平电磁连铸过程的电磁效应研究

以中试规模的空心管坯水平连续铸造系统为基础,研究了不同功率的中频电磁场对空心铜管坯凝固组织及力学性能的影响,提出了在空心铜管坯水平连铸过程中施加中频电磁场改善铸坯质量的方法.研究结果表明:当施加频率为1 kHz的电磁场时,空心管坯的表面粗糙度降低了约50%;当施加功率为20 kW的电磁场时,空心铜管坯的组织得到细化,抗拉强度提高了约40%,延伸率提高了50%;当施加30 kW的电磁场时,铜管坯组织粗化,力学性能下降.     

电磁屏蔽印制线路板的制作及其屏蔽机理的探讨

采用印刷铜浆导电层的方法，制作了一种具有抗噪音干扰能力的电磁屏蔽印制线路板，并从理论上对屏蔽印线路板的屏蔽机理进行了探讨。     

低频电磁场对水平半连续铸造7075铝合金的影响

采用实验的方法研究了低频电磁场对水平半连续铸造铝合金的表面质量及铸态组织的影响·将使用传统水平半连续铸造生产出的铸锭与低频电磁水平半连续铸造生产的铸锭进行了比较·研究结果表明,低频电磁场可有效地减少铸锭的表面缺陷并显著改善铸锭的微观组织·此外,提高磁场的强度或适当降低磁场的频率均有利于对铸锭质量的改善·实验所采用的安匝数及频率范围中,最优的条件分别为10000,30Hz·     

外加电磁场对半连续铸造7075铝合金宏观偏析规律的影响

研究了外加电磁场在直径200mm7075铝合金圆锭半连续铸造过程中对合金元素宏观偏析规律的影响·分别在100～600A和10～100Hz范围内调节感应线圈中交变电流的强度和频率,通过电磁铸造工艺制得7075铝合金圆锭·采用化学分析的方法测定合金元素沿铸锭半径方向的分布情况·结果表明,采用电磁铸造工艺能够有效抑制宏观偏析;在保持线圈电流强度不变的情况下,电磁场频率的改变显著地影响了合金元素的分布情况,其中频率为30Hz时消除宏观偏析的效果最佳·     

电磁软接触中电磁场的影响因素

为了提高铸坯的表面质量和结晶器的寿命,国内外很多学者对电磁软接触连铸技术进行了研究,研究表明电磁软接触连铸技术能有效的控制钢液的初始凝固过程,改善钢液的初始凝固状态,从而在高拉速的条件下生产出无表面缺陷的铸坯,提高成品率,节约能源。综述了电磁软接触连铸过程中结晶器结构、电源频率、感应线圈位置等工艺参数对磁场大小和分布规律,以及电磁场对弯月面变形规律的影响。     

电磁发生器的研制与励磁电流的计算

阐述了用于水平直流电磁连铸工艺的主要设备─电磁发生器的励磁电流计算、磁路计算、尺寸设计、性能测试，计算结果与实测结果相吻合。     

大圆坯连铸结晶器电磁偏心搅拌的数值模拟

建立了描述大圆坯连铸结晶器电磁搅拌过程电磁场的三维数学模型,并采用实测数据对模型的准确性进行了验证.研究了不同搅拌电流强度和频率下,磁感应强度与电磁力的变化规律,并重点分析了偏心搅拌下磁感应强度和电磁力的分布特点.结果表明:磁感应强度和电磁力均随搅拌电流强度的增大而增强;随着搅拌电流频率的增大,磁感应强度逐渐减弱,而电磁力先增强后减弱,并在2.5 Hz时达到最大值;偏心搅拌时,电磁力在铸坯横截面上仍呈周向分布,但电磁力和磁感应强度的大小都出现了不对称分布,在靠外弧的一侧更大.     

电磁铸造中的磁场分布

用自制线圈探头测定了电磁铸造单锭和双锭系统冷态模型的磁场分布规律，并用互感耦合模型对磁场进行了数值计算。实验和计算结果表明：互感耦合模型是合理的，是理论分析磁场的１种有效方法。磁场除角部因叠加效应较高，在铸锭其他区域分布均匀。对于双锭系统，当两锭间的距离大于１５ｃｍ时，两锭间的相互影响可以忽略。     

铸铁水平连铸用圆结晶器水冷套换热计算方法的研究

建立了铸铁铸用圆结晶器水冷套的换热模型,给出了换热边界条件的确定方法。采用该计算方法可以计算不同水道结构参数和不同水流参数下水冷套的换热效果,其计算结果与实测结果基本符合。该计算方法可为设计结晶器水冷套时使用,并与可已有铸铁水平连铸铸坯凝固过程数值模拟计算程序结合,使之更加完善。     

水平连铸灰铁矩形截面型材凝固过程数值模拟

以５０ｍｍ×９０ｍｍ水平连铸灰铁型材为对象利用直接差分法在反算结晶器内表面热流边界的条件下，并基于型材表面热流等于结晶器相应部位热流的基础上［１］，进行了同时计及轴向传热的三维凝固的数值模拟。将模拟结果与实际结晶前缘相比较，证明模拟结果与实际相吻合。