The application of composites based on recycled materials for electromagnetic field shielding

• Autorzy: Jakubas Adam , Łada-Tondyra Ewa , Suchecki Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.01.37

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie kompozytów na bazie materiałów pochodzących z recyklingu do ekranowania pola elektromagnetycznego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the possibilities of using polymer-metal composites as electromagnetic shields. Recycled materials such as iron scale and nanocrystalline tapes were used to build the composites. In the course of the work, research was carried out into the effectiveness of shielding electromagnetic fields in the range from 40 Hz to 15 GHz. The shielding effectiveness was shown to be competitive to that of other composite materials based on non-metallic fillers and comparable to that of layered composites containing e.g. aluminum.

PL

W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania kompozytów polimerowo-metalowych jako ekranów elektromagnetycznych. Do budowy kompozytów wykorzystano materiały z recyklingu, takie jak zendra i taśmy nanokrystaliczne. W toku prac prowadzono badania nad skutecznością ekranowania pól elektromagnetycznych w zakresie od 40 Hz do 15 GHz. Wykazano, że skuteczność ekranowania jest konkurencyjna w stosunku do innych materiałów kompozytowych na bazie wypełniaczy niemetalicznych i porównywalna z kompozytami warstwowymi zawierającymi m.in. aluminium.

Słowa kluczowe

EN

composite; waste material; shielding effectiveness; iron scale; electromagnetic shielding

PL

kompozyt; materiał odpadowy; skuteczność ekranowania; zgorzelina żelazna; ekranowanie elektromagnetyczne

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 1
• Strony: 190--193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Jakubas Adam

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0001-9302-9432

autor

Łada-Tondyra Ewa

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0002-1087-2393

autor

Suchecki Łukasz

• Politechnika Częstochowska, Wydział Elektryczny, al. Armii Krajowej 17, 42-200 Częstochowa

• https://orcid.org/0000-0002-7887-1303

Bibliografia

• [1] Geetha S., Satheesh Kumar K.K., Rao C.R., Vijayan M., Trivedi D.C., EMI shielding: Methods and materials—A review. J. Appl. Polym. Sci. (2009), No. 112, pp. 2073–2086,
• [2] Fang K., Wang T., Yuan X., Miao C., Pan Y., Li J., Detection of weak electromagnetic interference attacks based on fingerprint in IIoT systems, Future Gener. Comput. Syst. (2022), No. 126, pp. 295–304,
• [3] Benhamou S. M., Hamouni M., Determination of reflection loss, absorption loss, internal reflection and shielding effectiveness of a double electromagnetic shield of conductive polymer, J. Mater. Environ. Sci, 5 (2014), No. 6, pp. 1982-1987,
• [4] Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). IEEEstandard method for measuring the effectiveness of electromagnetic shielding enclosures. IEEE Std 299.1–2013, (2014) pp. 1–96,
• [5] Yoshida S., Sato M., Sugawara E., Shimada Y., Permeability and electromagnetic-interference characteristics of Fe–Si–Al alloy flakes–polymer composite, Int. J. Appl. Phys., (1999), No. 85, pp. 4636–4638,
• [6] Chung D.D.L., Electromagnetic interference shielding effectiveness of carbon materials, Carbon, (2001), No. 39, pp. 279–285,
• [7] Xu C., Liu J., Zhu X., Zhu Y., Xiong X., Cheng X., Electromagnetic interference shielding boards produced using Tetra Paks waste and iron fiber, J. Mater. Cycles Waste Manag, (2015), No. 17, pp. 391–398,
• [8] Kiełtyka L., Teoria i praktyka ekranowania przed wpływem pól magnetycznych niskiej częstotliwości, materiały konferencyjne Pola Elektromagnetyczne a Energetyka i Środowisko, Bielsko-Biała, XI 1992.
• [9] Weichmagnetische Werkstoffe und Halbzeuge, Vacuumschmelze GMBH, Hanau, 1996.
• [10] Jakubas A., Chyra M., Suchecki Ł., Mordal K., Analysis of the mechanical properties of electrotechnical composites based on recycling materials, Przegląd Elektrotechniczny, (2021) 97, No. 12, pp. 113-116,
• [11] Makówka M., Jakubas A., Łada-Tondyra E., Suchecki Ł., Material investigations of components used in the production ofcomposites for the electronics and electrotechnical industries,Przegląd Elektrotechniczny, (2022) 98, No. 2, pp. 164-167,
• [12] IEEE Standards Association. IEEE Standard Method for Measuring the Shielding Effectiveness of Enclosures and Boxes Having all Dimensions between 0.1 m and 2 m. The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc. 2014.
• [13] Łada-Tondyra E., Jakubas A., Figiel M., The research and the analysis of electromagnetic field shielding properties of the textile materials with an electroconductive coating, Przegląd Elektrotechnczny, (2021) 97, No 12, pp. 133-136,
• [14] Xia C., Yu J., Shi S.Q., Qiu Y., Cai L., Wu H.F., Zhang H., Natural fiber and aluminum sheet hybrid composites for high electromagnetic interference shielding performance, Composites Part B: Engineering, (2017) Vol. 114, pp. 121-127,
• [15] Das N.C., Khastgir D., Chaki T.K., Chakraborty A., Electromagnetic interference shielding effectiveness of carbon black and carbon fibre filled EVA and NR based composites, Composites part A: applied science and manufacturing, (2000) Vol.31, No.10, pp. 1069-1081,
• [16] Yesmin N., Chalivendra V., Electromagnetic Shielding Effectiveness of Glass Fiber/Epoxy Laminated Composites with Multi-Scale Reinforcements, Journal of Composites Science, (2021) 5, No. 8, p. 204,
• [17] Jia Z., Kou K., Yin S., Feng A., Zhang C., Liu X., Wu G., Magnetic Fe nanoparticle to decorate N dotted C as an exceptionally absorption-dominate electromagnetic shielding material, Composites Part B: Engineering, (2020) Vol. 189, 107895,
• [18] Cheng H., Wei S., Ji Y., Zhai J., Zhang X., Chen J., Shen C., Synergetic effect of Fe3O4 nanoparticles and carbon on flexible poly (vinylidence fluoride) based films with higher heat dissipation to improve electromagnetic shielding, Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, (2019) Vol. 121, pp. 139-148,
• [19] YSHIELD® SILVER-SILK fabric data sheet: https://www.yshield.com/ (acces on-line: 13.08.2022),
• [20] YSHIELD® MCL61 EMI foil data sheet: https://www.yshield.com/ (acces on-line: 13.08.2022)

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).