本发明涉及一种屏蔽电缆，特别是一种屏蔽电缆及其屏蔽层中镁合金箔材的制备方法。
背景技术：
随着现代电子工业的高速发展和电子、电器产品的普遍使用,电磁干扰已成为一种新的社会公害。一方面,电磁辐射会影响人们的身体健康，并且会对周围的电子仪器设备造成严重干扰,使它们的工作程序发生紊乱,产生错误动作；另一方面,电磁辐射会泄露信息,使计算机等仪器无信息安全保障。有资料表明，在1公里距离内，计算机显示终端的电磁波可以被窃取并复原信息，造成失密现象。为防止电磁辐射造成的干扰与泄露,采用电磁屏蔽材料进行屏蔽是主要防范方法之一。屏蔽是提高电子系统和电子设备电磁兼容性的重要措施之一,是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施，它能有效地抑制空间中传播的各种电磁干扰。
目前常用的电磁屏蔽材料有金属，如铜，铝、镍、铁。由于金属具有较高的导电率(磁导率)，所以对电磁波的反射(吸收)较高，且其易变形，强度高，是目前电磁屏蔽性能最好的材料。但是，这些金属密度高，限制了其在某些领域的应用。为了寻找质量较轻的屏蔽材料，人们开发了各种涂层、复合材料及泡沫材料，特别是碳纳米管和高聚物的复合材料一度成为研究热点。虽然这些材料质量轻，耐腐蚀，但电磁屏蔽性能普遍不如金属，且强度低，不适合用于结构材料，现有的屏蔽电缆由于屏蔽材料的缺陷导致电缆存在屏蔽性差的缺陷。因此急需寻求一种质量轻、密度低且屏蔽效果好的屏蔽电缆。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种屏蔽电缆及其屏蔽层中镁合金箔材的制备方法。本发明制备的屏蔽电缆结构简单、质量轻且屏蔽效果好，电缆的抗拉强度高、耐用耐腐蚀，使用寿命较长；其中屏蔽层密度低、制造工艺简单成熟、产量高。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种屏蔽电缆包括至少一根导线、导线绕包层、内防护护套、屏蔽层、外防护护套和防水层，所述每根导线的外周均包覆有导线绕包层，所述导线绕包层的外周包覆有内防护护套，所述内防护护套的外周包覆有屏蔽层，所述屏蔽层的外周包覆有外防护护套。其中所述屏蔽层为镁合金屏蔽层。镁合金作为工程应用中密度最低的结构材料，具有一系列优点。作为屏蔽材料来说，其与传统金属相比，密度低、质量轻、比强度高；与泡沫材料、涂层、复合材料相比，镁合金屏蔽效能高，可用于结构材料，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。同目前广泛使用的屏蔽材料相比，镁合金材料低密度，具有高比电导率及比电磁屏蔽效能，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域。所述内防护护套与屏蔽层之间还设有防水层。其中所述导线为铜芯导线、铝芯导线、合金导线中的一种或多种。导线绕包层的材质可以为陶瓷硅橡胶，在遇火或者高温的情况下，陶瓷硅橡胶会变成管状的陶瓷体，具有良好的绝缘性能和隔热效果，有效保证屏蔽电缆在火焰或者高温条件下可以正常工作，不受外界环境影响。内防护护套和外防护护套的材质为辐照交联聚烯烃材料或者辐照交联乙丙橡胶材料，具有耐酸、抗老化的作用。防水层提高了电缆的防水性能。
前述的屏蔽电缆，所述屏蔽层为镁合金箔屏蔽层和镁合金编织屏蔽网中的至少一种。其中镁合金箔屏蔽层由厚度为0.05mm～0.1mm，宽度为5mm～10mm镁合金箔材缠绕包覆而成，包覆方式为螺旋包覆；或者镁合金箔屏蔽层由厚度为0.05mm～0.1mm，宽度为20mm～40mm镁合金箔材缠绕包覆而成，包覆方式为直条包覆。其中镁合金编织屏蔽网由厚度为0.05mm～0.1mm，宽度为3mm～8mm镁合金箔材相互编制而成。
前述的屏蔽电缆，所述屏蔽层包括镁合金箔屏蔽层和镁合金编织屏蔽网，其中镁合金箔屏蔽层包覆于防水层的外周，镁合金编织屏蔽网包覆于镁合金箔屏蔽层的外周。
前述的屏蔽电缆，所述导线绕包层与内防护护套之间还设有填充层。其中填充层填充有防潮泡沫剂，增加了电缆的防潮性。
前述的屏蔽电缆还设有防水纤维膜，所述防水纤维膜设于屏蔽层与外防护护套之间。进一步增加了电缆的防水性，保证屏蔽电缆传输的稳定性，延长其使用寿命。
前述的屏蔽电缆，所述导线绕包层的厚度为0.5㎜～1㎜，所述内防护护套的厚度为0.8㎜～1.5㎜，所述外防护护套的厚度为1㎜～2㎜。
前述的屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
s1，将冶炼的镁锭在330℃～360℃热轧成厚度为3.0mm热轧板卷；
s2，将3.0mm热轧板卷在可逆轧机上以200℃～250℃轧制温度温轧为厚度0.05mm～0.1mm的镁合金箔材；
s3，将轧制以后的镁合金箔材在真空退火炉进行退火处理，退火温度为300℃～350℃，保温时间30～45分钟；
s4，将经过退火的镁合金箔材剪切成窄带。
前述的屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
s1，将冶炼的镁锭在330℃～360℃热轧成厚度为3.0mm热轧板卷；
s2，将3.0mm热轧板卷在可逆轧机上以200℃～250℃轧制温度温轧为厚度0.05mm～0.1mm的镁合金箔材；
s3，将温轧以后的镁合金箔材剪切成窄带。
前述屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，镁合金箔材中各合金组分及其质量百分比为：al含量为3.9％，zn含量为0.95％，mn含量为0.41％，余量为mg。
前述屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，镁合金箔材中各合金组分及其质量百分比为：al含量为6.4％，zn含量为0.88％，mn含量为0.34％，余量为mg。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1、屏蔽电缆的屏蔽层采用镁合金箔材，同目前广泛使用的屏蔽材料相比，镁合金材料低密度，具有高比电导率及比电磁屏蔽效能，降低了成本也降低了电缆重量，更利于屏蔽电缆的应用、施工，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域；
2、镁合金箔材具有优良的力学性能，在镁合金的热变形过程中，由于存在着大量弥散析出的单质α-mn颗粒，阻碍了合金晶粒的长大，显著提高了镁合金的强度和室温延伸率；
3、采用镁合金箔材的屏蔽层制备工艺简单、成本低，通过温轧和热处理，使镁合金箔材的晶粒和织构排列更有利于提高材料的屏蔽效能，以便制备出高电导率、高屏蔽效能的屏蔽电缆；
总之，本发明制备的屏蔽电缆结构简单、质量轻且屏蔽效果好，电缆的抗拉强度高、耐用耐腐蚀，使用寿命较长；其中屏蔽层密度低、制造工艺简单成熟、产量高。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图；
图2是本发明中屏蔽层对入射电磁波的屏蔽机理示意图；
图3是本发明的另一种结构示意图；
图4是本发明的又一种结构示意图；
图5是本发明中镁合金箔屏蔽层螺旋包覆的结构示意图；
图6是本发明中镁合金箔屏蔽层直条包覆的结构示意图。
附图标记的含义：1-导线，2-导线绕包层，3-内防护护套，4-屏蔽层，41-镁合金箔屏蔽层，42-镁合金编织屏蔽网，5-填充层，6-外防护护套，7-防水层，8-防水纤维膜。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：一种屏蔽电缆包括四根导线1、导线绕包层2、内防护护套3、屏蔽层4、外防护护套6和防水层7，所述每根导线1的外周均包覆有导线绕包层2，所述导线绕包层2的外周包覆有内防护护套3，所述内防护护套3的外周包覆有屏蔽层4，所述屏蔽层4的外周包覆有外防护护套6。其中所述屏蔽层4为镁合金屏蔽层。镁合金作为工程应用中密度最低的结构材料，具有一系列优点。作为屏蔽材料来说，其与传统金属相比，密度低、质量轻、比强度高；与泡沫材料、涂层、复合材料相比，镁合金屏蔽效能高，可用于结构材料，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。同目前广泛使用的屏蔽材料相比，镁合金材料低密度，具有高比电导率及比电磁屏蔽效能，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域。所述内防护护套3与屏蔽层4之间还设有防水层7。其中所述导线1为铜芯导线、铝芯导线、合金导线中的一种或多种。导线绕包层2的材质可以为陶瓷硅橡胶。在遇火或者高温的情况下，陶瓷硅橡胶会变成管状的陶瓷体，具有良好的绝缘性能和隔热效果，有效保证屏蔽电缆在火焰或者高温条件下可以正常工作，不受外界环境影响。内防护护套3和外防护护套6的材质为辐照交联聚烯烃材料或者辐照交联乙丙橡胶材料，具有耐酸、抗老化的作用。防水层7提高了电缆的防水性能。
所述屏蔽层4为镁合金箔屏蔽层41和镁合金编织屏蔽网42中的至少一种。
(1)具体的，如图3和图5所示，所述屏蔽层4仅为镁合金箔屏蔽层41，其中镁合金箔屏蔽层41由厚度为0.05mm～0.1mm，宽度为5mm～10mm镁合金箔材缠绕包覆而成，包覆方式为螺旋包覆。
(2)具体的，如图3和图6所示，所述屏蔽层4仅为镁合金箔屏蔽层41，其中镁合金箔屏蔽层41由厚度为0.05mm～0.1mm，宽度为20mm～40mm镁合金箔材缠绕包覆而成，包覆方式为直条包覆。
(3)具体的，如图4所示，所述屏蔽层4仅为镁合金编织屏蔽网42，其中镁合金编织屏蔽网42由厚度为0.05mm～0.1mm，宽度为3mm～8mm镁合金箔材相互编制而成。具体的，镁合金编织屏蔽网42由200根镁合金箔材交错编织而成，增强了电缆的抗拉机械性能。
(4)具体的，如图1、图5和图6所示，所述屏蔽层4包括镁合金箔屏蔽层41和镁合金编织屏蔽网42，其中镁合金箔屏蔽层41包覆于防水层7的外周，镁合金编织屏蔽网42包覆于镁合金箔屏蔽层41的外周。
其中镁合金箔材的具体材质和厚度根据所需屏蔽电缆的种类和屏蔽电缆的直径进行选择。
实施例2：如图1所示，一种屏蔽电缆包括四根导线1、导线绕包层2、内防护护套3、屏蔽层4、外防护护套6和防水层7，所述每根导线1的外周均包覆有导线绕包层2，所述导线绕包层2的外周包覆有内防护护套3，所述内防护护套3的外周包覆有屏蔽层4，所述屏蔽层4的外周包覆有外防护护套6。其中所述屏蔽层4为镁合金屏蔽层。镁合金作为工程应用中密度最低的结构材料，具有一系列优点。作为屏蔽材料来说，其与传统金属相比，密度低、质量轻、比强度高；与泡沫材料、涂层、复合材料相比，镁合金屏蔽效能高，可用于结构材料，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。同目前广泛使用的屏蔽材料相比，镁合金材料低密度，具有高比电导率及比电磁屏蔽效能，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域。所述内防护护套3与屏蔽层4之间还设有防水层7。其中所述导线1为铜芯导线、铝芯导线、合金导线中的一种或多种。导线绕包层2的材质可以为陶瓷硅橡胶。在遇火或者高温的情况下，陶瓷硅橡胶会变成管状的陶瓷体，具有良好的绝缘性能和隔热效果，有效保证屏蔽电缆在火焰或者高温条件下可以正常工作，不受外界环境影响。内防护护套3和外防护护套6的材质为辐照交联聚烯烃材料或者辐照交联乙丙橡胶材料，具有耐酸、抗老化的作用。防水层7提高了电缆的防水性能。所述导线绕包层2与内防护护套3之间还设有填充层5。其中填充层5填充有防潮泡沫剂，增加了电缆的防潮性。
实施例3：如图1所示，一种屏蔽电缆包括六根导线1、导线绕包层2、内防护护套3、屏蔽层4、外防护护套6和防水层7，所述每根导线1的外周均包覆有导线绕包层2，所述导线绕包层2的外周包覆有内防护护套3，所述内防护护套3的外周包覆有屏蔽层4，所述屏蔽层4的外周包覆有外防护护套6。其中所述屏蔽层4为镁合金箔屏蔽网层屏蔽层。镁合金作为工程应用中密度最低的结构材料，具有一系列优点。作为屏蔽材料来说，其与传统金属相比，密度低、质量轻、比强度高；与泡沫材料、涂层、复合材料相比，镁合金屏蔽效能高，可用于结构材料，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。同目前广泛使用的屏蔽材料相比，镁合金材料低密度，具有高比电导率及比电磁屏蔽效能，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域。所述内防护护套3与屏蔽层4之间还设有防水层7。其中所述导线1为铜芯导线、铝芯导线、合金导线中的一种或多种。导线绕包层2的材质可以为陶瓷硅橡胶。在遇火或者高温的情况下，陶瓷硅橡胶会变成管状的陶瓷体，具有良好的绝缘性能和隔热效果，有效保证屏蔽电缆在火焰或者高温条件下可以正常工作，不受外界环境影响。内防护护套3和外防护护套6的材质为辐照交联聚烯烃材料或者辐照交联乙丙橡胶材料，具有耐酸、抗老化的作用。防水层7提高了电缆的防水性能。屏蔽电缆还设有防水纤维膜8，所述防水纤维膜8设于屏蔽层4与外防护护套6之间。进一步增加了电缆的防水性，保证屏蔽电缆传输的稳定性，延长其使用寿命。
实施例4：如图1所示，一种屏蔽电缆包括至少一根导线1、导线绕包层2、内防护护套3、屏蔽层4、外防护护套6和防水层7，所述每根导线1的外周均包覆有导线绕包层2，所述导线绕包层2的外周包覆有内防护护套3，所述内防护护套3的外周包覆有屏蔽层4，所述屏蔽层4的外周包覆有外防护护套6。其中所述屏蔽层4为镁合金屏蔽层。镁合金作为工程应用中密度最低的结构材料，具有一系列优点。作为屏蔽材料来说，其与传统金属相比，密度低、质量轻、比强度高；与泡沫材料、涂层、复合材料相比，镁合金屏蔽效能高，可用于结构材料，且镁合金是绿色工程材料，对环境友好。同目前广泛使用的屏蔽材料相比，镁合金材料低密度，具有高比电导率及比电磁屏蔽效能，可广泛应用于对重量敏感的电磁防护领域。所述内防护护套3与屏蔽层4之间还设有防水层7。其中所述导线1为铜芯导线、铝芯导线、合金导线中的一种或多种。导线绕包层2的材质可以为陶瓷硅橡胶。在遇火或者高温的情况下，陶瓷硅橡胶会变成管状的陶瓷体，具有良好的绝缘性能和隔热效果，有效保证屏蔽电缆在火焰或者高温条件下可以正常工作，不受外界环境影响。内防护护套3和外防护护套6的材质为辐照交联聚烯烃材料或者辐照交联乙丙橡胶材料，具有耐酸、抗老化的作用。防水层7提高了电缆的防水性能。导线绕包层2的厚度为0.5㎜～1㎜，所述内防护护套3的厚度为0.8㎜～1.5㎜，所述外防护护套6的厚度为1㎜～2㎜。具体厚度可根据所需屏蔽电缆的种类和屏蔽电缆的直径进行选择。
实施例5：如图1所示，前述屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
s1，将冶炼的镁锭在330℃～360℃热轧成厚度为3.0mm热轧板卷；
s2，将3.0mm热轧板卷在可逆轧机上以200℃～250℃轧制温度温轧为厚度0.05mm～0.1mm的镁合金箔材；
s3，将轧制以后的镁合金箔材在真空退火炉进行退火处理，退火温度为300℃～350℃，保温时间30～45分钟；
s4，将经过退火的镁合金箔材剪切成窄带。
镁合金箔材中各合金组分及其质量百分比为：al含量为3.9％，zn含量为0.95％，mn含量为0.41％，余量为mg。
实施例6：如图1所示，前述屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
s1，将冶炼的镁锭在330℃～360℃热轧成厚度为3.0mm热轧板卷；
s2，将3.0mm热轧板卷在可逆轧机上以200℃～250℃轧制温度温轧为厚度0.05mm～0.1mm的镁合金箔材；
s3，将轧制以后的镁合金箔材在真空退火炉进行退火处理，退火温度为300℃～350℃，保温时间30～45分钟；
s4，将经过退火的镁合金箔材剪切成窄带。
镁合金箔材中各合金组分及其质量百分比为：al含量为6.4％，zn含量为0.88％，mn含量为0.34％，余量为mg。
实施例7：如图1所示，前述的屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
s1，将冶炼的镁锭在330℃～360℃热轧成厚度为3.0mm热轧板卷；
s2，将3.0mm热轧板卷在可逆轧机上以200℃～250℃轧制温度温轧为厚度0.05mm～0.1mm的镁合金箔材；
s3，将温轧以后的镁合金箔材剪切成窄带。
实施例8：如图1所示，前述屏蔽电缆的屏蔽层中镁合金箔材的制备方法，包括以下步骤：
s1，将冶炼的镁锭在345℃热轧成厚度为3.0mm热轧板卷；
s2，将3.0mm热轧板卷在可逆轧机上以220℃轧制温度温轧为厚度0.05mm～0.1mm的镁合金箔材；
s3，将轧制以后的镁合金箔材在真空退火炉进行退火处理，退火温度为310℃～320℃，保温时间35～40分钟；
s4，将经过退火的镁合金箔材剪切成窄带。
本发明中屏蔽层的屏蔽原理：如图2所示，当电磁波到达屏蔽层4表面时，由于空气与镁合金的交界面上阻抗的不连续对入射波产生反射，该种反射不要求屏蔽层4必须有一定的厚度，只要求交界面上的不连续；未被屏蔽层4的一表面(即图2中的第一界面)反射掉而进入屏蔽层4内部的能量，在向前传播的过程中，被屏蔽层4所衰减；在屏蔽层4内尚未衰减掉的剩余能量，传到屏蔽层4的另一表面(即图2中第二界面)时，遇到镁合金－空气阻抗不连续的交界面会形成再次反射，并重新返回屏蔽层4内。这种反射在屏蔽层4的两个表面(即图2中第一界面和第二界面)上有多次反射，最终剩余不多尚未衰减掉的电磁波从屏蔽层4内传出。
屏蔽效能计算公式如下：
或者
其中：e0、h0——未加屏蔽时空间中某点的电(磁)场；e1、h1——加屏蔽后空间中该点的电(磁)场。