日益增多的电子产品及电气设备使得电磁辐射污染越发严峻,急需发展高效屏蔽材料。镁合金是一种潜在在电磁屏蔽材料,其与传统金属屏蔽材料相比,具有密度低,质量轻,比强度高的优势;与泡沫屏蔽材料、涂层、复合屏蔽材料相比,具有优良的力学性能、电磁屏蔽性能且对环境友好,还可用做工程结构材料。然而,国内外关于镁合金电磁屏蔽性能的研究十分有限,影响因素及相关屏蔽机理还不清楚。本文通过矢量网络分析仪与法兰同轴夹具组成的系统,按照ASTM-D4935-10标准测试了镁合金在30~1500MHz频率范围内的屏蔽性能;研究了合金元素对二元及三元镁合金电磁屏蔽性能的影响规律;探讨了晶粒度、织构及第二相与镁合金电磁屏蔽性能之间的关系;模拟计算了镁合金的电磁屏蔽性能并与实验结果进行了对比分析;提出了高性能镁合金屏蔽材料的设计思路。论文的研究成果有利于推动镁合金材料在电磁兼容领域的应用,具有重要的理论参考价值和工程应用意义。研究结果如下:①在铸态和固溶态下,所选5组二元合金的电导率随成分的增加而逐渐降低,电磁屏蔽性能随测试频率的增加而波动递减。固溶原子在镁基体里的―比电阻率‖(即每添加一原子百分比溶质原子导致的电阻率的增加值)及其对镁合金电磁屏蔽性能的影响大小满足以下相同的规律:Zn<Al<Sn<Y<Gd(at.%)。其中,溶质原子与Mg原子的体积差异率、溶质原子的化合价及核外电子分布等因素的综合作用是导致这种差异的主要原因。②在ZA系合金中,合金的电导率随着Zn/Al比的增加而增加;在ZW系合中,合金的电导率随着Y/Zn比的增加而降低。合金元素对三元镁合金电导率的影响满足Zn<Al<Y的规律。当入射电磁波处于低频段时,ZA及ZW系合金的电磁屏蔽效能与其对应电导率变化趋势一致,且随着频率的增加,SE值快速降低。这归因于Zn、Al、Y对镁基体电导率影响程度不同,导致在低频时对电磁波的反射损耗SER不同。当入射电磁波在高频段时,ZA及ZW合金的电磁屏蔽效能与电导率变化趋势不同,而是随着合金元素含量的增加先升高后降低,且随着频率的增加,SE值缓慢降低并趋于稳定。这归因于合金元素增加使得第二相含量上升,进而增加了合金内部高阻抗不连续界面的面积,导致在高频阶段时多重反射损耗SEB及吸收损耗SEA的上升,一定程度上弥补了SER降低带来的影响。③镁合金晶粒尺寸增大会减小合金内部的晶界面积,导致合金内部对入射电磁波的多重反射损耗SEB减小,进而降低合金的屏蔽性能,但降低幅度较低,通常可以忽略。镁合金织构从原始态的随机织构转变为基面织构时,合金的屏蔽效能得到显著提升;若基面织构强度进一步增加,屏蔽效能也随之少量提高。这是由于基面织构提高了合金表面与空气的阻抗不匹配程度,从而提高了合金对入射电磁波的反射损耗SER,进而提高了合金的屏蔽性能。④镁合金中的第二相类型的变化对镁合金电磁屏蔽性能造成的影响不显著。当第二相含量增加时,会导致镁合金屏蔽性能的升高,特别是在高频范围内;但若第二相含量过多,将导致合金电导率降低,从而降低合金的电磁屏蔽性能。时效析出的均匀弥散分布的第二相相比铸态中沿晶界析出的第二相,更有利于对入射电磁波的损耗,从而可通过时效处理来提高合金的电磁屏蔽性能。垂直于电磁波入射方向取向分布的第二相,相比于其它方向分布的第二相对入射电磁波的衰减效率更高。⑤等效传输线屏蔽理论只能定性的预测屏蔽材料的屏蔽性能,与实验测试结果相差很大,且随着入射电磁波频率的升高,理论计算值与实际测试值偏差越大。高性能电磁屏蔽镁合金材料的设计需要从合金元素的选择、织构及第二相的调控等方面着手。