答：钕铁硼磁铁拥有相当高的矫顽力，自然环境和一般磁场条件下不会出现退磁和磁性变化。假设环境适当，即使经过长时间的使用，磁体的磁性能损失也不会很大。所以在实际应用中，我们往往忽略时间因素对磁性能的影响。
答：1）材料成本：性能要求越高，成本越高，如钕铁硼磁铁，N45价格远远高过N35价格；
参考文献http://www.bjlink.com/xinxishow.asp?slm=5
居里点或居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。低于居里点温度时该 物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时,该物质成为 顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方。
具体地说，当温度超过某一临界温度时，交换作用不足以克服热运动的作用，铁磁质的自发磁化强度将消失。这个临界温度称为铁磁质的居里温度或居里点。如铁的居里温度是770℃, 铁硅合金的居里温度是690℃等。当铁磁质处于居里温度以上时，铁磁性转变为顺磁性。
超导储能系统的磁屏蔽
施斌 余运佳
中国科学院电工研究所，北京 100080
1 引 言
随着对电力故障非常敏感的计算机和半导体器件的广泛应用，越来越多电力用户对供电质量提出了更高要求。储能技术能够有效地改善电力系统的稳定性，提高供电质量，因此储能技术的发展逐步受到重视。超导磁体储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)具有快速吸收、释放和储备电能的能力，并且储能密度高，结构紧凑。这为超导储能系统参与电力系统、改善供电质量提供了有利条件［1］。近些年来超导储能成为超导应用研究领域的一个热点。现在微型超导储能系统已实现产品化。今年， IGC公司的一台IPQ-750 SMES系统安装于美国Tyndall空军基地，并成功并网运行［2］。
超导储能磁体作为一种电磁储能元件，在运行过程中会产生相当强的磁场。一般超导储能磁体产生的中心场强为104高斯数量级，但10高斯数量级的磁场就可以导致一些电子设备不能正常工作，5高斯的磁场就可能使一个配有心脏起博器的人面临生命危险［3］。因此，如果不采用相应的措施对磁场加以限制和屏蔽，杂散分布于超导磁体系统之外的漏磁场会对周围环境带来不利的影响。要扩大超导磁体储能系统的应用场合，减小超导磁体杂散磁场带来的应用限制，就必须考虑超导磁体系统的磁屏蔽问题。
2 超导储能磁体及磁场特点
电流在闭合超导线圈中流过时，没有常规线圈中出现的焦耳热损耗，发热较少。因此，与常规线圈相比，超导线圈的运行电流可以达到很高的水平。较高的运行电流就意味着可以产生较高的磁场，这也是大多数超导磁体不需要铁磁材料构成磁通回路，也能产生强磁场的原因。
超导磁体在运行时会产生具有一定场型分布的磁场，该磁场存储着一定的电磁能。在能量交换时，超导储能系统利用的是这个磁场的相应电磁储能，而不是具体的磁场场形，磁场的分布状态并不对能量交换起直接作用。因此早期超导储能磁体设计的一个基本目标是用尽可能少的超导材料存储尽可能大的电磁能量。并且在设计过程中不需要直接考虑磁场的场型。
由于超导储能系统储能密度高，整个储能装置可以做得相当紧凑。体积小、储能高是超导储能系统的一个优势。由于体积小、重量轻，超导磁体储能系统还具有一定的可移动性。这在某些特殊场合显得尤为重要。
高场强、能量转换不受场型限制、结构紧凑，这三个特性是考虑超导储能系统磁屏蔽问题的基本出发点。
3 屏蔽方法的选取
目前，超导储能系统的超导磁体主要采用两种结构形式：螺管线圈和环形线圈。环形线圈由于自身的结构特点，在理想状态下，线圈产生的磁场完全封闭于线圈内部，没有漏磁，实际建造的环形磁体的漏磁也很小［4］。因而超导储能系统的磁屏蔽主要是对螺管形式的超导磁体。
螺管型超导磁体已广泛应用于MRI系统中，根据MRI系统的磁场屏蔽经验，超导磁体有三种可能的屏蔽方式：房屋屏蔽、铁磁屏蔽和主动屏蔽［5］。
房屋屏蔽要求将超导磁体安装于位置固定的专用于磁屏蔽的房间内。理想的超导储能系统应该是具有一定的可移动性，并且有时SMES用户很难单独提供一个专用屏蔽房屋以容纳超导磁体。从这个角度看，房屋屏蔽不太合适。
简单地说铁磁屏蔽就是利用铁磁材料为磁通提供回路，从而改变其磁场场形，将磁场尽量限制在磁体附近的区域，达到减小漏磁场的效果。由于超导磁体产生的磁场较强，用普通铁磁材料进行屏蔽很容易使材料进入饱和状态，导致屏蔽效率低，铁磁材料用量大。这就使整个超导储能装置的体积和重量显著增加，不利于超导储能系统的应用。例如，如果用铁磁材料屏蔽一个3.43MJ的超导储能系统，使5高斯等磁密线所包围面积减小一个数量级，就要增加16吨铁磁材料；而对20MJ的系统，则要增加100吨的铁磁材料［6］。可见单纯的铁磁屏蔽不适合超导磁体的磁屏蔽。
主动屏蔽则是通过增加线圈来修正磁场场形，使线圈以外的区域的磁场衰减更快，达到磁屏蔽的效果。同样，由于允许的运行电流密度的差异，常规线圈产生磁场的能力要远低于超导线圈产生磁场的能力，用常规线圈来屏蔽超导线圈的效果也不理想。因此，针对超导储能系统的最可行的一种屏蔽方式是采用超导线圈进行主动屏蔽。由于具体的磁场场形对最终的能量转换没有直接影响，因此有比较大的自由度来设计超导屏蔽线圈和最终场形。
4 多螺管线圈系统
到目前，国内外已有几种对螺管结构超导磁体储能系统的屏蔽方法［7—9］。这些屏蔽方法的基本思想都是采用主动屏蔽方法使线圈区域即电流源区域的磁偶极矩为零，保证离线圈较远区域的磁场幅值衰减很快，起到磁屏蔽的效果。
对于理想的紧密绕制的薄螺管线圈，其磁偶极矩m取决于螺管线圈的横截面积A和线圈的电流安匝数I，即
m=I.A
图1 同轴嵌套式螺管线圈系统
对于由多个螺管线圈组成的磁体系统，其磁偶极矩为各个螺管线圈的磁偶之和,即
m=∑mi=∑Ii.Ai=0
最初的一种方法是同轴嵌套式。
磁体系统由内外两个螺管线圈组成，内层螺管线圈的电流方向和外层螺管线圈的电流方向相反。外层螺管线圈的主要作用是对内层线圈产生的磁场进行屏蔽。
还有一种屏蔽方式叫同轴串联式。
图2 同轴串联式螺管线圈系统
该系统由四个相同的螺管线圈模块组成，其中两个模块线圈紧密连接，电流流向相同，组成主线圈。另两个模块等间隙分列主线圈两端，其电流流向与主线圈电流流向相反。
同轴串联式线圈系统有比较好的屏蔽效果。例如，储能同为50kWh的单螺管线圈与同轴四螺管串联系统相比，四线圈系统的5高斯等磁密线距线圈的最大轴向距离为28米，相应单螺管为75米；5高斯线距线圈的最大径向距离为23米，相应单螺管为59米；整个5高斯线包围面积为656平方米，相应单螺管为4425平方米；四线圈系统的超导材料用量为单螺管的1.25倍。可见，同轴串联式线圈系统在超导材料增加不多的情况下，磁屏蔽效果还是比较理想的。
第三种屏蔽方法是轴线平行式多螺管系统。
图3 轴线平行式多螺管系统
轴线平行式多螺管线圈系统由偶数个螺管线圈模块组成。线圈轴线平行，各线圈等间隔分布在同一圆周上，相邻两个线圈的电流流向相反。
轴线平行式多螺管线圈系统的屏蔽效果非常理想，并且超导材料用量比其它屏蔽方式少，比较接近单螺管的超导材料用量。轴线平行式多螺管系统还有一个优点：在储能相同的条件下，无屏蔽单螺管线圈的占地面积(近似于杜瓦容器的底面积)要大于多螺管系统的占地面积。并且多螺管系统中，各个螺管的结构相同，这就有利于线圈的模块化生产，使成本降低，整个磁体系统的建设和维护也相对简化。
5 结束语
多螺管系统也有自身的缺陷。除了超导材料利用率下降外，它还有一个电磁力平衡的新问题。多螺管系统内的各个螺管模块间有相当强的电磁作用力，如何以尽可能简单的方式平衡各线圈所受的电磁力成为多螺管线圈实际应用的一个主要问题。同时，由单螺管系统向平行多螺管系统的演变中，单螺管系统所固有的轴对称磁场形式和轴对称受力形式也不再存在，传统的基于轴对称特性的单螺管应力分析方法 也不再适用，因此有必要找到一种更一般且又简单可行的应力分析方法，用以明确多螺管磁体的应力分布，这对于超导体这种对应力状态比较敏感的材料来说，是非常重要的。
轴线平行式多螺管超导磁体系统以螺管线圈为模块，工艺简单，具有较小的漏磁场，超导材料利用率也较高，很有希望作为传统单螺管超导磁体系统的替代品。当然，在最终实际应用前，必须解决内部电磁力的平衡问题。
表1 各种形式线圈性能比较
形式
性能 环型 单螺管 多螺管
漏磁场 小 大 小
电磁力支撑 复杂 简单 研究中
超导线利用率 低 高 较高
线圈制造工艺 复杂 简单 简单
参考文献
［1］ 余运佳, 超导储能应用于电力方面的研究, 高技术通讯,1995，5(11)：59-62
［2］ http://www.igc.com/igc
［3］ U brammer, H Lorenzen. Magnetic shielding of small high power SMES. IEEE Trans. on Appl. Supercond.,June 1995,5(2):329-332
［4］ W Nick, K Prescher. Basic design considerations for a mediun-size SMES system. presented at MT-14,1995
［5］ S Noguchi, A Ishiyama. An Optimal Design Method for Magnetic Shields of MRI Superconducting Magnets by Using Equivalent Magnetization Current Method. presented on MT-15, 1997
［6］ A K Kalafala, etc. SMES for Power Quality applications. SMES Workshop, 1997, 127-143
［7］ G schonwetter, J Gerhold. Design of SMES with Reduced Stray Field. IEEE Trans. on Appl. Supercond, June 1995,5(2):337-340
［8］ G Fresacher, G schonwetter, J Gerhold. Active shielded transportable SMES-System. IEEE Trans. on Mag.,July 1996,32(4):2349-2352
［9］ M K Abdesalam. Micro SMES Magnet configurations for reduced stray field applications.IEEE Trans. on Appl. Supercond.,June 1995,5(2):333-336
［10］ 舒泉声.超导电工程学
http://zszl.cepee.com/views.php?infoid=2883
超导储能系统的磁屏蔽
施斌 余运佳
中国科学院电工研究所，北京 100080
1 引 言
随着对电力故障非常敏感的计算机和半导体器件的广泛应用，越来越多电力用户对供电质量提出了更高要求。储能技术能够有效地改善电力系统的稳定性，提高供电质量，因此储能技术的发展逐步受到重视。超导磁体储能系统(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)具有快速吸收、释放和储备电能的能力，并且储能密度高，结构紧凑。这为超导储能系统参与电力系统、改善供电质量提供了有利条件［1］。近些年来超导储能成为超导应用研究领域的一个热点。现在微型超导储能系统已实现产品化。今年， IGC公司的一台IPQ-750 SMES系统安装于美国Tyndall空军基地，并成功并网运行［2］。
超导储能磁体作为一种电磁储能元件，在运行过程中会产生相当强的磁场。一般超导储能磁体产生的中心场强为104高斯数量级，但10高斯数量级的磁场就可以导致一些电子设备不能正常工作，5高斯的磁场就可能使一个配有心脏起博器的人面临生命危险［3］。因此，如果不采用相应的措施对磁场加以限制和屏蔽，杂散分布于超导磁体系统之外的漏磁场会对周围环境带来不利的影响。要扩大超导磁体储能系统的应用场合，减小超导磁体杂散磁场带来的应用限制，就必须考虑超导磁体系统的磁屏蔽问题。
2 超导储能磁体及磁场特点
电流在闭合超导线圈中流过时，没有常规线圈中出现的焦耳热损耗，发热较少。因此，与常规线圈相比，超导线圈的运行电流可以达到很高的水平。较高的运行电流就意味着可以产生较高的磁场，这也是大多数超导磁体不需要铁磁材料构成磁通回路，也能产生强磁场的原因。
超导磁体在运行时会产生具有一定场型分布的磁场，该磁场存储着一定的电磁能。在能量交换时，超导储能系统利用的是这个磁场的相应电磁储能，而不是具体的磁场场形，磁场的分布状态并不对能量交换起直接作用。因此早期超导储能磁体设计的一个基本目标是用尽可能少的超导材料存储尽可能大的电磁能量。并且在设计过程中不需要直接考虑磁场的场型。
由于超导储能系统储能密度高，整个储能装置可以做得相当紧凑。体积小、储能高是超导储能系统的一个优势。由于体积小、重量轻，超导磁体储能系统还具有一定的可移动性。这在某些特殊场合显得尤为重要。
高场强、能量转换不受场型限制、结构紧凑，这三个特性是考虑超导储能系统磁屏蔽问题的基本出发点。
3 屏蔽方法的选取
目前，超导储能系统的超导磁体主要采用两种结构形式：螺管线圈和环形线圈。环形线圈由于自身的结构特点，在理想状态下，线圈产生的磁场完全封闭于线圈内部，没有漏磁，实际建造的环形磁体的漏磁也很小［4］。因而超导储能系统的磁屏蔽主要是对螺管形式的超导磁体。
螺管型超导磁体已广泛应用于MRI系统中，根据MRI系统的磁场屏蔽经验，超导磁体有三种可能的屏蔽方式：房屋屏蔽、铁磁屏蔽和主动屏蔽［5］。
房屋屏蔽要求将超导磁体安装于位置固定的专用于磁屏蔽的房间内。理想的超导储能系统应该是具有一定的可移动性，并且有时SMES用户很难单独提供一个专用屏蔽房屋以容纳超导磁体。从这个角度看，房屋屏蔽不太合适。
简单地说铁磁屏蔽就是利用铁磁材料为磁通提供回路，从而改变其磁场场形，将磁场尽量限制在磁体附近的区域，达到减小漏磁场的效果。由于超导磁体产生的磁场较强，用普通铁磁材料进行屏蔽很容易使材料进入饱和状态，导致屏蔽效率低，铁磁材料用量大。这就使整个超导储能装置的体积和重量显著增加，不利于超导储能系统的应用。例如，如果用铁磁材料屏蔽一个3.43MJ的超导储能系统，使5高斯等磁密线所包围面积减小一个数量级，就要增加16吨铁磁材料；而对20MJ的系统，则要增加100吨的铁磁材料［6］。可见单纯的铁磁屏蔽不适合超导磁体的磁屏蔽。
主动屏蔽则是通过增加线圈来修正磁场场形，使线圈以外的区域的磁场衰减更快，达到磁屏蔽的效果。同样，由于允许的运行电流密度的差异，常规线圈产生磁场的能力要远低于超导线圈产生磁场的能力，用常规线圈来屏蔽超导线圈的效果也不理想。因此，针对超导储能系统的最可行的一种屏蔽方式是采用超导线圈进行主动屏蔽。由于具体的磁场场形对最终的能量转换没有直接影响，因此有比较大的自由度来设计超导屏蔽线圈和最终场形。
4 多螺管线圈系统
到目前，国内外已有几种对螺管结构超导磁体储能系统的屏蔽方法［7—9］。这些屏蔽方法的基本思想都是采用主动屏蔽方法使线圈区域即电流源区域的磁偶极矩为零，保证离线圈较远区域的磁场幅值衰减很快，起到磁屏蔽的效果。
对于理想的紧密绕制的薄螺管线圈，其磁偶极矩m取决于螺管线圈的横截面积A和线圈的电流安匝数I，即
m=I.A
图1 同轴嵌套式螺管线圈系统
对于由多个螺管线圈组成的磁体系统，其磁偶极矩为各个螺管线圈的磁偶之和,即
m=∑mi=∑Ii.Ai=0
最初的一种方法是同轴嵌套式。
磁体系统由内外两个螺管线圈组成，内层螺管线圈的电流方向和外层螺管线圈的电流方向相反。外层螺管线圈的主要作用是对内层线圈产生的磁场进行屏蔽。
还有一种屏蔽方式叫同轴串联式。
图2 同轴串联式螺管线圈系统
该系统由四个相同的螺管线圈模块组成，其中两个模块线圈紧密连接，电流流向相同，组成主线圈。另两个模块等间隙分列主线圈两端，其电流流向与主线圈电流流向相反。
同轴串联式线圈系统有比较好的屏蔽效果。例如，储能同为50kWh的单螺管线圈与同轴四螺管串联系统相比，四线圈系统的5高斯等磁密线距线圈的最大轴向距离为28米，相应单螺管为75米；5高斯线距线圈的最大径向距离为23米，相应单螺管为59米；整个5高斯线包围面积为656平方米，相应单螺管为4425平方米；四线圈系统的超导材料用量为单螺管的1.25倍。可见，同轴串联式线圈系统在超导材料增加不多的情况下，磁屏蔽效果还是比较理想的。
第三种屏蔽方法是轴线平行式多螺管系统。
图3 轴线平行式多螺管系统
轴线平行式多螺管线圈系统由偶数个螺管线圈模块组成。线圈轴线平行，各线圈等间隔分布在同一圆周上，相邻两个线圈的电流流向相反。
轴线平行式多螺管线圈系统的屏蔽效果非常理想，并且超导材料用量比其它屏蔽方式少，比较接近单螺管的超导材料用量。轴线平行式多螺管系统还有一个优点：在储能相同的条件下，无屏蔽单螺管线圈的占地面积(近似于杜瓦容器的底面积)要大于多螺管系统的占地面积。并且多螺管系统中，各个螺管的结构相同，这就有利于线圈的模块化生产，使成本降低，整个磁体系统的建设和维护也相对简化。
5 结束语
多螺管系统也有自身的缺陷。除了超导材料利用率下降外，它还有一个电磁力平衡的新问题。多螺管系统内的各个螺管模块间有相当强的电磁作用力，如何以尽可能简单的方式平衡各线圈所受的电磁力成为多螺管线圈实际应用的一个主要问题。同时，由单螺管系统向平行多螺管系统的演变中，单螺管系统所固有的轴对称磁场形式和轴对称受力形式也不再存在，传统的基于轴对称特性的单螺管应力分析方法 也不再适用，因此有必要找到一种更一般且又简单可行的应力分析方法，用以明确多螺管磁体的应力分布，这对于超导体这种对应力状态比较敏感的材料来说，是非常重要的。
轴线平行式多螺管超导磁体系统以螺管线圈为模块，工艺简单，具有较小的漏磁场，超导材料利用率也较高，很有希望作为传统单螺管超导磁体系统的替代品。当然，在最终实际应用前，必须解决内部电磁力的平衡问题。
表1 各种形式线圈性能比较
形式
性能 环型 单螺管 多螺管
漏磁场 小 大 小
电磁力支撑 复杂 简单 研究中
超导线利用率 低 高 较高
线圈制造工艺 复杂 简单 简单
参考文献
［1］ 余运佳, 超导储能应用于电力方面的研究, 高技术通讯,1995，5(11)：59-62
［2］ http://www.igc.com/igc
［3］ U brammer, H Lorenzen. Magnetic shielding of small high power SMES. IEEE Trans. on Appl. Supercond.,June 1995,5(2):329-332
［4］ W Nick, K Prescher. Basic design considerations for a mediun-size SMES system. presented at MT-14,1995
［5］ S Noguchi, A Ishiyama. An Optimal Design Method for Magnetic Shields of MRI Superconducting Magnets by Using Equivalent Magnetization Current Method. presented on MT-15, 1997
［6］ A K Kalafala, etc. SMES for Power Quality applications. SMES Workshop, 1997, 127-143
［7］ G schonwetter, J Gerhold. Design of SMES with Reduced Stray Field. IEEE Trans. on Appl. Supercond, June 1995,5(2):337-340
［8］ G Fresacher, G schonwetter, J Gerhold. Active shielded transportable SMES-System. IEEE Trans. on Mag.,July 1996,32(4):2349-2352
［9］ M K Abdesalam. Micro SMES Magnet configurations for reduced stray field applications.IEEE Trans. on Appl. Supercond.,June 1995,5(2):333-336
［10］ 舒泉声.超导电工程学
http://zszl.cepee.com/views.php?infoid=2883
磁屏蔽直线往复驱动器研制成功
据《科学时报》2007年1月12日报道：1月4日，记者从吉林省科技厅了解到，由吉林大学制成的磁屏蔽直线往复驱动器已在长春通过鉴定。专家一致认为，该项目通过精细的理论分析，建立了磁屏蔽直线往复驱动器传递轴向作用力的数学模型，较好地解决了磁屏蔽直线往复驱动器的设计问题；利用磁场作用力实现往复运动的传递，为实现管道机器人行走与非接触驱动奠定了基础。鉴定结果显示：该项成果达到了国内领先水平。
有关专家介绍，目前国内外研究的往复运动主要有两种方式：一是通过杆机构将电动机的回转运动转变为往复直线运动，以满足工程应用的需要，这是一种经典的方法；二是近年来兴起的直线电机技术，这种技术在国内外一定范围内已应用于工程当中。但是，目前研究的直线电机技术仍存在行程和运动速度受限制、推力小、控制系统复杂和造价高等问题。
吉林大学技术人员研制的磁屏蔽直线往复驱动器，目前国内外尚无人开展这一方面的技术研究。该磁屏蔽直线往复驱动器同样是根据磁场力具有跨越一定空间距离发生作用的特点进行工作的。它利用磁场作用力实现了主动零件与从动零件之间无接触传动往复运动，即主动件的往复运动是通过磁场作用力传动到从动件上，是现有磁力驱动技术的发展。这种主动件与从动件之间无接触，意味着主、从动件之间相隔一定的距离，这就为在主、从动件之间设计机械结构，将它们完全分隔开，进而实现屏蔽密封与应用开发奠定了基础。
据了解，该项目组目前正在加强对管理环境适应性的研究，并将进一步开发出成本低、使用方便的磁屏蔽直线往复驱动器，以尽快在实际生产中推广应用。
科学网》2008年5月19日讯 美国科学家的一项最新研究，为弛豫铁电体材料（relaxor ferroelectric）对机械压力或电压的极度敏感性找到了相应的解释。研究人员认为，对弛豫铁电体材料敏感度的控制和“裁剪”能力将有助于提升一大批工业设备的性能，比如医学超声波成像仪器、扩音器、声纳以及计算机硬盘等。相关论文5月11日在线发表于《自然―材料学》上。
弛豫材料是一类固体压电材料，它们会在端电压存在时改变形状，或者在受到挤压时产生电压。美国国立标准化与技术研究所（NIST）的Peter Gehring解释道，“弛豫材料的敏感度高出其他任何已知的压电材料10倍”，它们可以实现机械能和电能的低损转换，因此极为有用。
Gehring和领导最新研究的美国Brookhaven国家实验室Guangyong Xu以及约翰•霍普金斯大学的科学家一道，利用NIST的中子散射设备，研究了弛豫铁电体材料系统内部的原子“声振动”（acoustic vibrations），如何响应外部施加的电压。结果发现，内在混乱状态是造成弛豫材料特殊性质的显著因素。对此次研究而言，这种混乱是由三种带不同电荷的元素――锌、铌和钛的原子晶格随机交替引起的。
固体中的原子通常都是以完美的晶格排列，它们在这些位置的附近振动，并以声波的形式传播能量。在典型的压电材料中，这些声振动持续很长时间，就像石头投入湖中激起的层层波纹。而在弛豫铁电体材料中，情况大不相同：声振动很快就会消失。最新研究发现，弛豫铁电体中特有的极性纳米区（PNR，它对铁电体的介电性质起重要作用）会极大地影响材料自身的化学结构，PNR与声子传播也有很强的相互作用。研究小组对比了声子在不同方向的传播形式，并观测到PNR会导致弛豫材料晶格在外电压作用下，表现出很大的非对称性。
Gehring说，“我们认识到，晶格的内在化学混乱影响着该材料的基本组织和行为。”它破坏了声振动，这造成材料结构的不稳定性，以及对压力和电压的极度敏感。
屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离，以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲，就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来，防止干扰电磁场向外扩散；用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来，防止它们受到外界电磁场的影响。因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量（涡流损耗）、反射能量（电磁波在屏蔽体上的界面反射）和抵消能量（电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场，可抵消部分干扰电磁波）的作用，所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。
（1）当干扰电磁场的频率较高时，利用低电阻率的金属材料中产生的涡流，形成对外来电磁波的抵消作用，从而达到屏蔽的效果。
（2）当干扰电磁波的频率较低时，要采用高导磁率的材料，从而使磁力线限制在屏蔽体内部，防止扩散到屏蔽的空间去。
（3）在某些场合下，如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时，往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。
许多人不了解电磁屏蔽的原理，认为只要用金属做一个箱子，然后将箱子接地，就能够起到电磁屏蔽的作用。在这种概念指导下结果是失败。因为，电磁屏蔽与屏蔽体接地与否并没有关系。真正影响屏蔽体屏蔽效能的只有两个因素：一个是整个屏蔽体表面必须是导电连续的，另一个是不能有直接穿透屏蔽体的导体。屏蔽体上有很多导电不连续点，最主要的一类是屏蔽体不同部分结合处形成的不导电缝隙。这些不导电的缝隙就产生了电磁泄漏，如同流体会从容器上的缝隙上泄漏一样。解决这种泄漏的一个方法是在缝隙处填充导电弹性材料，消除不导电点。这就像在流体容器的缝隙处填充橡胶的道理一样。这种弹性导电填充材料就是电磁密封衬垫。
在许多文献中将电磁屏蔽体比喻成液体密封容器，似乎只有当用导电弹性材料将缝隙密封到滴水不漏的程度才能够防止电磁波泄漏。实际上这是不确切的。因为缝隙或孔洞是否会泄漏电磁波，取决于缝隙或孔洞相对于电磁波波长的尺寸。当波长远大于开口尺寸时，并不会产生明显的泄漏。因此，当干扰的频率较高时，这时波长较短，就需要使用电磁密封衬垫。具体说，当干扰的频率超过10MHz时，就要考虑使用电磁密封衬垫。
凡是有弹性且导电良好的材料都可以用做电磁密封衬垫。按照这个原理制造的电磁密封衬垫有:
导电橡胶：在硅橡胶内填充占总重量70～ 80％比例的金属颗粒，如银粉、铜粉、铝粉、镀银铜粉、镀银铝粉、镀银玻璃球等。这种材料保留一部分硅橡胶良好弹性的特性，同时具有较好的导电性。
金属编织网：用铍铜丝、蒙乃尔丝或不锈钢丝编织成管状长条，外形很像屏蔽电缆的屏蔽层。但它的编织方法与电缆屏蔽层不同，电缆屏蔽层是用多根线编成的，而这种屏蔽衬垫是由一根线织成的。打个形象的比喻，就像毛衣的袖子一样。为了增强金属网的弹性，有时在网管内加入橡胶芯。
指形簧片：铍铜制成的簧片，具有很好的弹性和导电性。导电性和弹性。
多重导电橡胶：由两层橡胶构成，内层是普通硅橡胶，外层是导电橡胶。这种材料克服了传统导电橡胶弹性差的缺点，使橡胶的弹性得以充分体现。它的原理有些像带橡胶芯的金属丝
【设计要点】：
a、 屏蔽板以靠近受保护物为好，而且屏蔽板的接地必须良好！！！
b、屏蔽板的形状对屏蔽效能的高低有明显影响。全封闭的金属盒最好，但工程中很难做到！
c、屏蔽板的材料以良导体为好，但对厚度无要求，只要有足够的强度就可了。
2 磁场屏蔽磁场屏蔽通常是指对直流或低频磁场的屏蔽，其效果比电场屏蔽和电磁场屏蔽要差的多。【 屏蔽机理】：主要是依靠高导磁材料所具有的低磁阻，对磁通起着分路的作用，使得屏蔽体内部的磁场大为减弱。
【设计要点】：
a、 选用高导磁材料，如坡莫合金；
b、 增加屏蔽体的厚度；以上均是为了减小屏蔽体的磁阻；
c、 被屏蔽的物体不要安排在紧靠屏蔽体的位置上，以尽量减小通过被屏蔽物体体内的磁通；
d、 注意屏蔽体的结构设计，凡接缝、通风空等均可能增加屏蔽体的磁阻，从而降低屏蔽效果。
e、对于强磁场的屏蔽可采用双层磁屏蔽体的结构。对要屏蔽外部强磁场的，则屏蔽体的外层选用不易饱和的材料，如硅钢；而内部可选用容易达到饱和的高导磁材料，如坡莫合金等。反之，如果要屏蔽内部强磁场时，则材料的排列次序要到过来。在安装内外两层屏蔽体时，要注意彼此间的绝缘。当没有接地要求时，可用绝缘材料做支撑件。若需接地时，可选用非铁磁材料（如铜、铝）做支撑件。
3 电磁场屏蔽电磁场屏蔽是利用屏蔽体阻止电磁场在空间传播的一种措施。
【电磁场屏蔽的机理】：
a、 当电磁波到达屏蔽体表面时，由于空气与金属的交界面上阻抗的不连续，对入射波产生的反射。这种反射不要求屏蔽材料必须有一定的厚度，只要求交界面上的不连续；
b、未被表面反射掉而进入屏蔽体的能量，在体内向前传播的过程中，被屏蔽材料所衰减。也就是所谓的吸收；
c、在屏蔽体内尚未衰减掉的剩余能量，传到材料的另一表面时，遇到金属－空气阻抗不连续的交界面，会形成再次反射，并重新返回屏蔽体内。这种反射在两个金属的交界面上可能有多次的反射。
总之，电磁屏蔽体对电磁的衰减主要是基于电磁波的反射和电磁波的吸收。
【吸收损耗】不同的材料、不同的材料厚度对于电磁波的吸收效果不一样.可根据材料吸收损耗的列线图得出。【反射损耗】分为三类：低阻抗磁场、高阻抗电场、平面波场。其中低阻抗磁场和高阻抗电场的反射损耗列线图计算方法相同，与金属材料、频率及辐射源到屏蔽体的距离有关。对于平面波，波阻抗为一常数，而与辐射源到屏蔽体的距离无关，在列线图中只需连接金属材料和感兴趣的频率就可求出此时的反射损耗值。
4 实际的电磁屏蔽体
【结构材料】
a、适用于底板和机壳的材料大多数是良导体，如铜、铝等，可以屏蔽电场，主要的屏蔽机理是反射信号而不是吸收。
b、 对磁场的屏蔽需要铁磁材料，如高导磁率合金和铁。主要的屏蔽机理是吸收而不是反射。
c、在强电磁环境中，要求材料能屏蔽电场和磁场两种成分，因此需要结构上完好的铁磁材料。屏蔽效率直接受材料的厚度以及搭接和接地方法好坏的影响。 D、对于塑料壳体，是在其内壁喷涂屏蔽层，或在汽塑时掺入金属纤维。
必须尽量减少结构的电气不连续性，以便控制经底板和机壳进出的泄漏辐射。
磁屏蔽简介 | ||||
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参考文献http://www.funcmater.com.cn/intro/cipingbi/cipingbi_2.htm
联系我们：010－62184610
磁屏蔽材料
磁屏蔽材料是由坡莫合金、镍铁合金等具有高磁导率的铁磁性（软磁）材料所构成的，通过制作成盒壳等闭合屏蔽体，从而对电源、继电器、变压器、电机、CRT 等低频磁场干扰源或敏感设备（器件）进行有效的磁屏蔽。
磁屏蔽材料具有两个重要特性：
磁导率随频率增加而急剧减小，初始磁导率越高，减小的越快；磁导率随场强增大而变化，当场强增大到一定值时，将使得磁屏蔽材料出现磁饱合，致使磁屏蔽效能大为降低。在设计时，确定相应的频率范围，适当选取材料厚度及屏蔽体层数是进行磁屏蔽设计所必须遵循的两个重要原则。屏蔽效能较高时的根本原因在于材料中磁畴随外加磁场的取向性较强，而影响取向性的最主要因素是折弯、敲击、钻孔及焊接等机械加工工序，显然磁屏蔽体的制作加工将使得屏蔽体的磁屏效大大降低。消除这种影响的关键工序是对制作好的磁屏蔽体进行特殊的热处理。
一、 许多场合，电子设备中的元器件会受到周围磁场的影响。当磁场的频率很低时，传统的屏蔽方法几乎没有作用。因此低频磁场往往对设备的正常工作造成严重的影响。工作频率或100Kz以下磁场屏蔽是不同于EMI屏蔽技术的技术问题，这类低频率的磁场屏蔽，需要提供极低磁阻表面来完成，采用高导磁率的特殊屏蔽材料可以达到这一目的。磁屏蔽材料有箔型和板型材两种形式。
低频磁场一般由马达、发电机、变压器等设备产生。这些磁场会对利用磁场工作的设备产生影响，如阴极射线管中的电子束是在磁场的控制下进行扫描的，当有外界磁场干扰时，电子束的偏转会发生变化，使图象失真。
当外界磁场的变化频率与场扫描频率相同时，图象仅发生扭曲变形，当外界磁场的频率与场扫描频率不同时，图象会发生滚动。解决磁场干扰有效办法之一是屏蔽。
低频磁场的屏蔽使用铁磁性材料将敏感器件包起来。屏蔽的作用是为磁场提供一条低磁阻的通路，使敏感器件周围的磁力线集中在屏蔽材料中，从而起到屏蔽的作用。为了提供高的屏蔽效果，屏蔽材料应具有尽量高的磁导率。材料的磁导率不是一个不变的量，它随着外加磁场、频率等变化。故这类低频率的磁场屏蔽需要提供低磁阻表面来完成。
二、采用CO NETIC AA（μ=450000）和NETIC S3-6（μ=4000）的高导磁率的特殊屏蔽材料可以达到这一目的。在低磁通密度时，使用CO-NETIC AA，以便利用其高初始磁导率和相应的高衰减特性；在高磁通密度时,使用NETIC S3-6,以便利用其高磁饱和特性；在某些应用中,两种材料结合使用，但NETIC材料经常置于接近磁干扰源。
箔型与板型
箔型 的厚度从０.００２到０.１０英尺（0.051到0.254毫米），经过简单加工就可提供有效屏蔽，同时避免昂贵的机械加工。因此，箔型对于很多产品、样机和实验室评价计划来说,为首选材料.典型的应用包括：屏蔽对场敏感的元件、印制电路板、仪器、信号连线和功率电缆。
板型 材料的厚度从0.014到0.062英尺（0.356到1.58毫米），它可提供辅助屏蔽作用。典型应用包括需要产品加工的场合。我们独有的完全退火的板型材，不用进一步退火就可以作为磁屏蔽使用。
三、请参考下列产品的性能参数：
CO-NETIC AA
完全退火的 CO-NETIC AA
压力退火的* CO-NETIC B
压力退火的* NETIC S3-6
压力退火的*
比重 8.74 8.74 8.18 7.86
膨胀系数 每sion,per℃×10-6 12.6 12.6 8.3 13.7
抗张强度 ,PSI×103 64 85 80 42
抗屈强度 ,PSI×103 18.5 33 27 27
弹性系数 ,PSI×103 25 30 24 30
硬度 洛式B 50(参考) 70(参考) 68(参考) 50(参考)
2英寸延伸率 27% 32% 32% 38%
熔点 2650°F
1454℃ 2650°F
1454℃ 2600°F
1427℃ 2790°F
1532℃
20℃时热导率 (cal/sec/cm2/cm/℃) .138 .138 .037 .118
电阻率 μ Ω-cm 55 55 48 11
饱和感应(高斯) 8,000 在所需退火完成后，其特性与完全退火的板型相同. 15,000* 21,400
初始磁导率 30,000 8,000* 200
40B时磁导率 75,000 12,000* 300
200B时磁导率 135,000 30,000* 500
最大磁导率 450,000 150,000* 4,000
在μ最大时的感应 3,000 7,000* 8,000
矫顽力 Hc,奥斯特 .015 .05 1.0
居里温度 850°F
454℃ 850°F
454℃ 840°F
449℃ 1420°F
770℃
最低工作温度 4°K 4°K 4°K 4°K
注意：板型材料的磁学数据是在直流场下测得的。
材料说明：
1）所有的磁屏蔽箔材料都是以经过完全退火处理的，可直接使用。
2）所有的磁屏蔽板材都应经过退火处理后方可获得最佳屏蔽效能。
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磁屏蔽材料是由坡莫合金、镍铁合金等具有高磁导率的铁磁性（软磁）材料所构成的，通过制作成盒壳等闭合屏蔽体，从而对电源、继电器、变压器、电机、CRT 等低频磁场干扰源或敏感设备（器件）进行有效的磁屏蔽。
磁屏蔽材料具有两个重要特性：
磁导率随频率增加而急剧减小，初始磁导率越高，减小的越快；磁导率随场强增大而变化，当场强增大到一定值时，将使得磁屏蔽材料出现磁饱合，致使磁屏蔽效能大为降低。在设计时，确定相应的频率范围，适当选取材料厚度及屏蔽体层数是进行磁屏蔽设计所必须遵循的两个重要原则。屏蔽效能较高时的根本原因在于材料中磁畴随外加磁场的取向性较强，而影响取向性的最主要因素是折弯、敲击、钻孔及焊接等机械加工工序，显然磁屏蔽体的制作加工将使得屏蔽体的磁屏效大大降低。消除这种影响的关键工序是对制作好的磁屏蔽体进行特殊的热处理。
一、许多场合，电子设备中的元器件会受到周围磁场的影响。当磁场的频率很低时，传统的屏蔽方法几乎没有作用。因此低频磁场往往对设备的正常工作造成严重的影响。工作频率或100Kz以下磁场屏蔽是不同于EMI屏蔽技术的技术问题，这类低频率的磁场屏蔽，需要提供极低磁阻表面来完成，采用高导磁率的特殊屏蔽材料可以达到这一目的。磁屏蔽材料有箔型和板型材两种形式。
低频磁场一般由马达、发电机、变压器等设备产生。这些磁场会对利用磁场工作的设备产生影响，如阴极射线管中的电子束是在磁场的控制下进行扫描的，当有外界磁场干扰时，电子束的偏转会发生变化，使图象失真。
当外界磁场的变化频率与场扫描频率相同时，图象仅发生扭曲变形，当外界磁场的频率与场扫描频率不同时，图象会发生滚动。解决磁场干扰有效办法之一是屏蔽。
低频磁场的屏蔽使用铁磁性材料将敏感器件包起来。屏蔽的作用是为磁场提供一条低磁阻的通路，使敏感器件周围的磁力线集中在屏蔽材料中，从而起到屏蔽的作用。为了提供高的屏蔽效果，屏蔽材料应具有尽量高的磁导率。材料的磁导率不是一个不变的量，它随着外加磁场、频率等变化。故这类低频率的磁场屏蔽需要提供低磁阻表面来完成。
二、采用CO NETIC AA（μ=450000）和NETICS3-6（μ=4000）的高导磁率的特殊屏蔽材料可以达到这一目的。在低磁通密度时，使用CO-NETIC AA，以便利用其高初始磁导率和相应的高衰减特性；在高磁通密度时,使用NETICS3-6,以便利用其高磁饱和特性；在某些应用中,两种材料结合使用，但NETIC材料经常置于接近磁干扰源。
箔型与板型
箔型 的厚度从０.００２到０.１０英尺（0.051到0.254毫米），经过简单加工就可提供有效屏蔽，同时避免昂贵的机械加工。因此，箔型对于很多产品、样机和实验室评价计划来说,为首选材料.典型的应用包括：屏蔽对场敏感的元件、印制电路板、仪器、信号连线和功率电缆。
板型 材料的厚度从0.014到0.062英尺（0.356到1.58毫米），它可提供辅助屏蔽作用。典型应用包括需要产品加工的场合。我们独有的完全退火的板型材，不用进一步退火就可以作为磁屏蔽使用。
三、请参考下列产品的性能参数：
CO-NETIC AA | CO-NETIC AA | CO-NETIC B | NETIC S3-6 | |
比重 | 8.74 | 8.74 | 8.18 | 7.86 |
膨胀系数 每sion,per℃×10-6 | 12.6 | 12.6 | 8.3 | 13.7 |
抗张强度 ,PSI×103 | 64 | 85 | 80 | 42 |
抗屈强度 ,PSI×103 | 18.5 | 33 | 27 | 27 |
弹性系数 ,PSI×103 | 25 | 30 | 24 | 30 |
硬度 洛式B | 50(参考) | 70(参考) | 68(参考) | 50(参考) |
2英寸延伸率 | 27% | 32% | 32% | 38% |
熔点 | 2650°F | 2650°F | 2600°F | 2790°F |
20℃时热导率 (cal/sec/cm2/cm/℃) | .138 | .138 | .037 | .118 |
电阻率 μ Ω-cm | 55 | 55 | 48 | 11 |
饱和感应(高斯) | 8,000 | 在所需退火完成后，其特性与完全退火的板型相同. | 15,000* | 21,400 |
初始磁导率 | 30,000 | 8,000* | 200 | |
40B时磁导率 | 75,000 | 12,000* | 300 | |
200B时磁导率 | 135,000 | 30,000* | 500 | |
最大磁导率 | 450,000 | 150,000* | 4,000 | |
在μ最大时的感应 | 3,000 | 7,000* | 8,000 | |
矫顽力 Hc,奥斯特 | .015 | .05 | 1.0 | |
居里温度 | 850°F | 850°F | 840°F | 1420°F |
最低工作温度 | 4°K | 4°K | 4°K | 4°K |
注意：板型材料的磁学数据是在直流场下测得的。
材料说明：
1）所有的磁屏蔽箔材料都是以经过完全退火处理的，可直接使用。
2）所有的磁屏蔽板材都应经过退火处理后方可获得最佳屏蔽效能。
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叠层MRAM封装的磁屏蔽
MRAM是一种很有希望的通用存储器候选技术，因为它具有非易失性、高速度、与常规CMOS的兼容性，以及抗辐射的潜力。PoP堆叠技术能够提高封装存储密度并有效地解决磁屏蔽问题。磁阻随机存储器（MRAM）是一项范例转换技术，它利用电子的磁自旋特性而非电荷量来存储和处理信息。MRAM已经被确认是一种很好的通用存储器候选技术，因为它兼备SRAM的高速度和闪存的非易失性，以及良好的可靠性。MRAM和其他存储技术的比较如下表所示。
目前，MRAM还没有在商业产品上得到广泛的应用，不过最近的一项调查证实了MRAM在军事和航空领域的几项应用，在那些场合对非易失性的固态数据存储有很高的要求。MRAM对宇宙飞船上的固态记录仪非常有吸引力，在这类宇宙飞船应用中功耗和抗辐射性至关重要，而长的数据保持时间则是另一个关键因素，因为空间探测任务通常会持续10年以上。虽然MRAM的开发工作主要集中在军用和航空领域，但是人们对于商用MRAM的兴趣正在显著增长。可能的MRAM工业应用包括装配、机器人技术、自动化测试设备、可视化检查、光学符号辨识、制程控制、机器视觉、监督、
能源生产和电子制造等。
MRAM商业化的一个障碍是存储密度比DRAM和NAND闪存都低。对于相同的技术节点，MRAM存储单元的尺寸比NAND与DRAM单元都大（如下表所示），而且最小特征尺寸比DRAM和闪存要落后好几代。到目前为止，存储密度最高的市售MRAM芯片是4Mb 的TSOP（thin small outline package）方式封装的Freescale芯片，尺寸约为18×10×1.2mm。MRAM商业化的第二个难题是，MRAM操作有可能被邻近的硬盘或电源所产生的外部磁场中断。这样一来，MRAM芯片的磁屏蔽变得非常重要。
高密度PoP技术
Package-on-package（PoP）结构通过将芯片尺寸封装（CSP）堆叠起来而大大提高等效密度。例如，我们的可堆叠CSP（10.8×8.8×0.43 mm）与市售的TSOP相比，封装同一芯片所需的面积减小57%，厚度变薄64%。当堆叠的芯片层数达到八层时（图1），每单位基板面积的存储器密度是TSOP的18.6倍。增加堆叠层数还可以获得更高的等效密度。图1还给出了一个64层的封装堆叠原型。
磁屏蔽
MRAM的翻转磁场强度通常为40-60 Oe。使用一个简单的成品率模型可以估算得到，为保证合理的性能，结与结之间所允许的参数变动范围，以场强变化来表示的话，只有约2-3 Oe。这个估算不但考虑到外部场强的波动，还包括器件与器件之间的隧道结翻转磁场的变化、套刻精度误差、近邻相互作用等因素。这个误差预算很关键，因为即便不考虑外部场强波动，制程技术和单元设计也已经接近于成品率为100%的芯片的极限。与平面垂直的外部磁场即使比较大也不会明显地影响器件操作。在实际应用中，要求的电磁噪声场规范根据不同的芯片设计而变化。在我们所研究的MRAM器件，1Oe的场强似乎是可以接受的标准。
可是在MRAM的典型工作环境中，外部磁场很容易超过1 Oe。例如，在计算机内的大部分位置（除了明显的麻烦来源如电动机之外），典型的（静态）场强都在几个Oe左右。所以在实际工作条件下，推荐的MRAM屏蔽规范是直流屏蔽因子（SF）至少等于25。这样的屏蔽可以有效地将25 Oe的外部磁场减少到1 Oe。
将高磁导率的材料环绕在受电磁波影响的区域周围，磁场通过这种材料分路，就能实现磁屏蔽。当然重要的是屏蔽材料不能保留太多的磁荷，以免成为一个磁场源。
在屏蔽材料没有接近饱和的情况下，屏蔽材料的磁导率与几何构型是影响屏蔽有效性的两个主要因素。人们研究了大量的材料系统来寻找最好的候选者。我们选择下列5种可能的候选金属材料来进行模拟研究：Moly-permalloy、Supermalloy、Alloy 42、Metglas 2705M和Mushield。根据它们的磁导率、商业可获得性和价格，Metglas 2705M被认为是用于多层屏蔽的最佳材料。
多层屏蔽是指在堆叠之前，将屏蔽金属箔粘在每个CSP的顶部和/或底部。市售Metaglas 2705M可以薄至16 mm，因此是最适于这种屏蔽几何构型的材料。
我们使用的模拟软件是Quickfield二维磁场模拟程序。在我们的模型中，假设芯片的磁导率为1，而超过1高斯的磁通密度就会危胁到MRAM芯片的操作可靠性（误差率），模拟同时考虑了引导电流效应和外部磁场的影响。
通过屏蔽来降低外部场强
我们对八层堆叠的PoP进行模拟来研究多层屏蔽几何构型。各有一片厚度为16mm的Metglas金属箔从顶部来屏蔽堆叠内的每一层器件，而最底层（第8层）还受到其底部的另一块Metglas
http://article.sichinamag.com/2007-02/200728103637.htm
要：在低频（ＤＣ到100ＫＨｚ）磁屏蔽中，设计低成本屏蔽体的最关键因素是对磁屏蔽的透彻理解。其目的是要达到减少所规定的磁场，这样使其对所屏蔽的器件或系统不形成威胁。一旦这一目标被确定，就应考虑会影响到屏蔽体的低成本设计的一些基本设计因素。这些包括：材料的选择、主要设计参数和加工工艺……
关键词：电磁屏蔽 材料选择 设计 生产技术
1、引言
在低频（ＤＣ到100ＫＨｚ）磁屏蔽中，设计低成本屏蔽体的最关键因素是对磁屏蔽的透彻理解。其目的是要达到减少所规定的磁场，这样使其对所屏蔽的器件或系统不形成威胁。一旦这一目标被确定，就应考虑会影响到屏蔽体的低成本设计的一些基本设计因素。这些包括：材料的选择、主要设计参数和加工工艺。
2、材料的选择对于屏蔽体来说，所选择的材料的类型对其性能和成本影响极大。
在设计屏蔽体时有一点是重要的，就是要深入了解普通使用的不同屏蔽合金的特性。对这些不同性能的理解就可使你选择合适的材料，去满足目标要求。
磁屏蔽材料要根据各自的特性进行选择，特别是磁导率和磁饱和性能。由于在变更低频磁场方向的效能，所以高磁导率材料（比如含80％的镍合金Ｍumetal，这是一种高磁导率铁镍合金）是经常使用的屏蔽材料。这些合金可满足ＭＩＬ－Ｎ－14411Ｃ部分1和ＡＳＴＭ Ａ753－97样式4的要求。其可得到的相对较薄的厚度为0.002到0.125英寸，并极易被有经验的屏蔽加工者加工出来。
在需要于极小空间内降低磁场时，典型上使用这些合金。在需要提供比要求更高屏蔽时，或是磁场强度（在较高场强时更为典型）需要具有更高饱和值材料时，这些材料常被选中。
在屏蔽目标仅需要稍微减少场强时（减少1～1／4），或是当场强足以使高磁导率屏蔽体饱和时，超低碳钢（ＵＬＣＳ）可能是最佳的选择。这些较低成本材料的碳含量典型小于0.01％；与其它钢相比，其有较高的磁导率和极优的饱和性能。这些材料具有较小的柔韧性，并比硅钢较容易制造，这就允许在大面积屏蔽项目中容易安装和以同样的方式加工出小型组件。ＵＬＣＳ可与高磁导率材料一起使用，以为需要高饱和保护和高衰减等级建立最佳的屏蔽体。
对于低温用的屏蔽体，Ｃryoperm 10（为德国Vaccumschmelze GmbHg公司的注册商标）为一种最佳选择。与Ｍumetal一样，Ｃryoperm 10也是一种高磁导率镍铁合金，它是经特殊加工而成的，以提供在降低温度时磁导率增加。标准的屏蔽合金（比如Ｍumetal）在低温时就失去了其大部分磁导率。但是Cryoperm10可在77.3到4.2°Ｋ时的磁导率却增加10倍。表1示出了最常用的屏蔽材料的磁导率饱和值的比较。
由于材料的成本占屏蔽体价格的一半，所以使用较薄的尺寸能满足所要求的屏蔽特性和结构性能是最好了。厚度为0.002到0.010英寸的箔材是最低成本的选择。这些箔材能以同等的化学组分和性能特性获得，并可作为标准的以镍为基础的和ＵＬＣＳ材料。
设计低成本屏蔽体的最重要的一步，就是对这些典型屏蔽材料特性及其对屏蔽性能影响的了解。一旦合适的材料被选中，其重点要集中于基本的设计考虑，以使其不但性能最佳，而且对成本的影响最小。
3、设计考虑大部分屏蔽体用的公式和模型的开发是基于圆形或无限长的圆柱体几何形状的。
在实际应用中，所给定屏蔽体的实践形状由器件结构和屏蔽体自身的可利用空间所决定。在设计一屏蔽体时，要了解的重要的结构是，要使磁力线旋转90°是困难的。但是，圆形屏蔽体，比如要改变圆柱体或是具有圆形角的盒体的磁力线的方向要比具有方形角的屏蔽体容易一些。类似地，对于包容已进入屏蔽材料的磁力线并改变其方向，圆角要比尖角好一些。保持可提供低磁阻路径的屏蔽体形状简单或磁场运动的"最低磁阻路径"是很重要的。
屏蔽体的尺寸在屏蔽效率和成本方面的重要性极大。屏蔽体的有效半径越小，其整体性能就越好。但是，设计屏蔽体的目的是使其包络试图屏蔽的组件和空间，并应该靠得很近。由于材料占屏蔽体设计的大部分成本，因此较小屏蔽体就可以在较低成本下获得较优的性能。
每当有可能，屏蔽体应与所有壁靠近，以避免场泄漏。这种结构（即使是矩形）也是最接近于圆形的，它可以建立一个半闭合的磁路。另外，全部箱体可在所有轴上获得屏蔽特性，这样就可以保证最好的屏蔽性能。当特殊的性能和进出口需要时，可移动的盖板、罩和门均可组合到屏蔽体设计中去。
利用盖板、罩和门时或使用两块或多块板构建屏蔽体时，在多块板间保持磁连续性和电接触是很重要的。可通过机械式（利用磨擦组件）或焊接保持磁连续性。在拐角或过渡连接，使用焊接可获得最佳性能。维持表面间的连续性就可以保证磁力线连续沿其低磁阻路径前进，这样可以提高屏蔽效能。在交流场，保持磁连续性就允许较高的感应电流屏蔽，在直流场，对于适当的磁力线分路，连续性也是重要的。
如果你不能靠近屏蔽体的一端或两端，要特别注意开端的长一直径比。屏蔽体的这种长-直径比至少应为4：1，以避免"端接效应"和磁力线穿透屏蔽体范围。经验法则是，屏蔽体需要延伸到器件的外部，这样可以用与开孔半径相等部分进行保护。由于增加了屏蔽体的长度同时保持直径不变，就可以用无限长圆柱体模型进行近似。当圆柱型或矩形屏蔽体需要大的开孔时，垂直于屏蔽体壁的的管可用于由于开孔而引起屏蔽体的磁场强度的减少。管的长度应正比于所屏蔽的开孔的直径。
在设计过程早期就应考虑这些问题，可使这些主要设计参数对屏蔽体的成本影响较小。但是，这些因素要比材料本身对屏蔽体性能的影响要大。这样，在设计屏蔽体时，最先保证这些基本参数通常是需要的。
4、生产技术一种好的屏蔽体设计要涉及到加工过程，其可提供所需要的结构和特性。
在过去，大部分磁屏蔽体是用标准的精密片状金属加工技术通过剪切、穿孔、成型和焊接加工出来的。现在，利用先进的激光切割系统，个别部件的剪切和计算机化的数字控制冲孔都由一步激光切割技术所代替。主要的屏蔽元件的一步加工技术可使加工时 间更快和降低加工成本，而无须高成本的加工方法。特别是对于型材和特殊设备（比如专用切割和系列化），这种过程可为屏蔽设计者提供更大的灵活性。
利用母材并使用缝隙和连接点的氩弧焊或叠层缝隙的点焊，就可以组装多个屏蔽元件。氩弧焊可使组装的屏蔽体得到最佳化的磁连续性，它可用于使用高屏蔽性能方面。对于大部分应用，与氩弧焊相比，法兰和叠层连接的点焊可获得更高级的磁连续性。
为使典型的屏蔽合金（如Mumetal）达到最佳性能，还要进行特殊的被称为氢退火的热处理循环。一旦所有加工过程完成，就可以进行退火过程。但在退火以后，对屏蔽体进行冲击和振动试验，将降低材料的性能。严格遵守所规定的退火周期，不但能保证获得最佳磁屏蔽性能，而且还可以将未退火材料的磁导率平均提高40倍。
5、结论
对所规定的屏蔽任务的了解有助于最好的材料、结构和加工艺的选择。这种评价可在最佳成本下保持最好的屏蔽性能。
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