泡沫金属电磁屏蔽性能的研究进展

随着电子和通讯产业的快速发展,电磁辐射已成为当前世界上第四大环境污染源,目前对电磁辐射的防护主要以电磁屏蔽为主。泡沫金属因其独特的结构特点而具有良好的电磁屏蔽性能,成为一种新型的电磁屏蔽材料。基于国内外相关文献,归纳了泡沫金属的电磁屏蔽机理和屏蔽效能的表征方法及等级分类;概述了泡沫铝及铝基复合材料、泡沫钛和泡沫镍及镍基复合材料的电磁屏蔽性能和电磁屏蔽性能的影响因素。     

CNTs增强金属铜复合泡沫的制备工艺及电磁屏蔽性能

目的金属铜泡沫是一种综合性能优良的电磁屏蔽材料,采用碳纳米管(CNTs)对其进行复合,拟进一步改善其电磁屏蔽性能。方法以三聚氰胺泡沫为模板,采用化学镀和电沉积技术相结合的工艺,制备CNTs增强金属铜泡沫。在对基底泡沫进行化学镀银实现导电化的基础上,研究了电沉积时间、CNTs含量以及后续热处理对复合泡沫形貌及镀层结构的影响。并采用矢量网络仪对CNTs增强金属铜复合泡沫的电磁屏蔽性能进行了测试。结果化学镀银采用Ag NO3质量浓度为20 g/L、反应温度为25℃的条件时,银镀层较为均匀完整。复合泡沫的孔隙率随电沉积时间的增加而变小;CNTs体积分数为1.134%的复合泡沫镀层致密连续,CNTs分布较为均匀且无团聚现象。热处理后,复合镀层微观表面更加平整致密。在8.2～12.4 GHz范围内,CNTs/Cu复合泡沫的平均电磁屏蔽效能SE为43.07 dB,平均高出纯铜泡沫约18.77 dB。结论 CNTs均匀分散嵌入铜泡沫骨架的结构中,对于吸收损耗和反射损耗都有明显的提升效果,复合泡沫的总体电磁屏蔽性能得到显著提升。     

三层电磁屏蔽复合材料结构设计

随着信息和电子技术的飞速发展,对电磁屏蔽性能的要求越来越高,电磁屏蔽材料由单一材料向复合材料的方向发展。复合材料屏蔽效能不仅取决材料本身,还与复合材料的结构密切相关。本文以3层机械电磁屏蔽复合材料为基础,运用Schelkunoff的传输线理论研究电磁屏蔽复合材料的结构与电磁屏蔽效能的关系为以后电磁屏蔽结构设计提供基础。研究结果表明Cu＋非晶＋Cu3层复合结构电磁屏蔽性能在射频段明显优于Cu＋Cu＋非晶3层复合结构,但在0．1MHz以下的频率段和800MHz以上频率段差别并不大。     

粉末冶金法制备纳米颗粒增强Cu基复合材料

采用粉末冶金方法,以SiC、SiO2、Al2O3和AlN等纳米颗粒为增强相,制备出Cu/SiC、Cu/SiO2、Cu/Al2O3和Cu/AlN等铜基纳米复合材料;研究了各增强相的含量对复合材料的显微组织和性能的影响,比较了不同纳米颗粒对铜基复合材料的增强效果.结果表明,Cu基纳米复合材料随增强相质量分数的增加,密度降低,电阻率略有升高,强度和硬度先升高后降低;退火温度曲线表明,复合材料的软化温度都达到700℃以上,远高于纯铜的软化温度(150℃),大大提高了材料的热稳定性;通过比较得知,在质量分数相同时,所采用的各增强相纳米颗粒对铜基体的增强效果相近.     

溶胶-凝胶法制备纳米ZnO对无卤阻燃聚丙烯的协同作用研究

采用溶胶-凝胶(Sol-Gel)法和引入柠檬酸、硬脂酸、草酸3种不同的有机配体制备纳米ZnO粉体,将制备的ZnO粉体添加到无卤膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)中,考察不同配体制备的纳米ZnO与无卤阻燃剂的协同作用对IFR/PP材料阻燃性能的影响.结果表明,硬脂酸配体Sol-Gel法制备的纳米ZnO粉体可显著增加IFR/PP材料高温残炭率、改善炭层致密度,从而提高其阻燃性能.     

纳米微粒增强水性无铬锌铝合金涂层的制备及其性能

针对水性无铬锌铝合金涂层硬度低的问题,采用向涂液中添加硬质纳米颗粒的方法分别制备了SiO_2、TiO_2、ZnO、Al_2O_3和TiC纳米颗粒增强锌铝合金涂层,利用显微硬度测试和Tafel曲线研究纳米颗粒种类及含量(质量分数)对涂层硬度和腐蚀性能的影响,并采用电化学阻抗谱技术研究优化涂层的电化学腐蚀行为。结果表明:在不影响涂层腐蚀性能前提下,添加1%纳米ZnO的锌铝合金涂层综合性能最好,显微硬度从132.8 HV_(0.025)提高到175.0 HV_(0.025),而自腐蚀电流密度仅从3.124μA/cm~2增至3.157μA/cm~2。纳米ZnO增强涂层在3.5%NaCl溶液中的腐蚀过程经历4个阶段:一是初期涂层本身的屏蔽作用;二是涂层中金属粉的活化腐蚀阶段;三是腐蚀介质到达涂层-基体界面时涂层的阴极保护作用;四是后期腐蚀产物的物理屏蔽作用。     

粉末冶金法制备SiC_p/2024Al泡沫复合材料的表征(英文)

为了丰富泡沫材料制备工艺、推动其快速发展与广泛应用,以CaCO3为发泡剂采用粉末冶金法制备SiCp/2024Al泡沫复合材料。采用SEM和Magiscan-2A图像分析仪研究了CaCO3发泡剂和SiC颗粒的含量对发泡行为的影响,并且通过Gleeble 1500热模拟机分析了SiC颗粒的含量对压缩性能的影响。结果表明:随着发泡剂的增多,孔隙率和孔径先增加后减小。随着增强体含量的增加,孔隙率和孔径都减小。压缩曲线揭示加入增强体可以改善压缩屈服强度和吸能能力。SiCp/2024Al泡沫复合材料显示为脆性泡沫材料。     

纳微米SiC_p/Al-Si复合材料的摩擦磨损性能

通过真空热压烧结工艺制备了单一纳米、单一微米及其混合颗粒增强的Al-Si复合材料,测试了这些颗粒增强AlSi复合材料的摩擦磨损性能,并分析了其磨损机理。结果表明,与基体材料相比,颗粒增强Al-Si复合材料的体积磨损量明显降低,当纳米SiC_p含量为3%时,随着微米SiC_p含量的增加,纳微米SiC_p/Al-Si复合材料的体积磨损量先减小后增加。当增强颗粒含量为3%的纳米+15%的微米时,复合材料的体积磨损量最小,耐磨性较基体材料提高58.2%。利用扫描电镜对纳微米SiC_p/Al-Si复合材料的磨损形貌进行观察,发现复合材料的磨损机制主要为磨粒磨损。     

锡碳复合负极材料的制备及电化学性能研究

以纳米二氧化锡和酚醛树脂为原料,借鉴模板法制备介孔炭的过程,根据碳热还原的原理制备纳米锡碳复合材料。运用X射线衍射,扫描电镜,循环伏安(CV)以及循环性能测试等手段对合成材料进行研究。结果表明,所得复合材料中锡颗粒粒径在100nm左右,其均匀分布于碳基体中所形成的较大孔隙中,该结构既能缓解充放电过程中锡颗粒的体积效应,又能增强电解液的浸润,利于锂离子的传导。锡含量为78.5%(质量分数,下同)的复合材料具有较好的综合性能:在200mA/g的电流密度下,首次放电容量达1070mAh/g,充放电效率为70%,30次循环后放电容量保持在560mAh/g,且倍率性能良好,当电流密度增大到1600mA/g时,材料依然保有440mAh/g的比容量。     

冷压烧结-热挤压复合工艺制备纳米SiC_P-Cu的组织、性能及耐磨性

采用冷压烧结-热挤压复合加工工艺制备了纳米颗粒SiC增强铜基复合材料,研究了SiCP/Cu基复合材料的微观组织、显微硬度、力学性能、导电性能和耐磨性能。结果表明:采用本方法可获得组织致密的纳米SiCP/颗粒增强Cu基复合材料,纳米SiC颗粒以团聚状态分布在铜基体内;SiCP/Cu复合材料具有优良的导电性能和力学性能,可进行冷轧等二次加工;该复合材料的抗拉强度则有一个先升后降的过程,当纳米SiC颗粒含量增加到10%时,无法进行热挤压加工;该复合材料的耐磨性比工业纯铜好,但是比QCu差。     

化学镀在电磁屏蔽中的应用

简述了电磁辐射的危害以及各国政府为减少和控制电磁辐射制定的一系列标准和规定.指出目前在生活中广泛应用的纺织品、塑料、木材等本身并无电磁防护性能,运用化学镀使上述材料表面金属化是电磁屏蔽复合材料发展的重要方向.详细介绍了目前化学镀在电磁屏蔽织物、碳纤维、木基复合材料、电磁屏蔽粉末填充料以及电磁屏蔽塑料的研究应用现状,并引出了化学镀在电磁屏蔽应用中的发展方向.     

碳纤维表面生长纳米碳管及其增强的炭/炭复合材料

采用化学气相沉积工艺在碳纤维表面生长了纳米碳管,将此种碳纤维作为增强材料,以中间相沥青为基体炭前驱体采用浸渍炭化工艺制备了炭/炭复合材料.观察了所得复合材料断口的微观形貌,测试了抗弯强度及热物理性能.结果表明,碳纤维表面的纳米碳管可以有效地提高纤维与基体的粘结力,复合材料的抗弯性能提高了50%,而对复合材料的导热性能影响较小.     

电磁搅拌锌基复合材料的制备与力学性能

在ZA35合金中加入纳米TiC颗粒作为增强相,采用电磁搅拌制备了纳米TiC颗粒增强锌基复合材料.通过力学性能测试确定了纳米TiC颗粒的适宜加入量,分析了TiC对颗粒增强锌基复合材料力学性能的影响.结果表明:电磁搅拌可细化合金,随着电流的增加,枝晶细小,但电流超过100A时,细化效果减弱;当纳米TiC颗粒加入量为7.5%时,锌基复合材料的抗拉强度达到410.5MPa,伸长率达到4.67%.     

粉末冶金法制备氧化物颗粒增强Cu基复合材料

采用粉末冶金工艺制备了不同氧化物颗粒增强的Cu基复合材料,研究了Cu基复合材料的组织与性能变化,探索了不同氧化物颗粒对Cu基复合材料的增强效果和强化机理。结果表明,具有相近物理性能的氧化物颗粒增强Cu基复合材料的性能也相近,Al_2O_3和MgO粉体颗粒的物理性质相近,而Al_2O_3/Cu和MgO/Cu复合材料的性能也相近,其硬度均高于SiO_2/Cu复合材料。当颗粒体积分数为2.5%时,Al_2O_3/Cu复合材料和MgO/Cu复合材料的硬度(HB)分别为94.4和93.9。复合材料的强化机制以位错强化和颗粒复合强化为主,纳米级氧化物颗粒的钉扎和挤压过程中产生的位错等共同作用提高了复合材料的力学性能。     

第二相增强泡沫铝复合材料的研究现状与展望

介绍了第二相增强泡沫铝复合材料的研究现状,阐述了Si C颗粒对泡沫铝复合材料压缩性能的影响和MgAl_2O_4尖晶石晶须对泡沫铝复合材料性能的改性。简单介绍了陶瓷颗粒、晶须、碳纤维/碳纳米管、空心玻璃球/空心钢球等对泡沫铝的孔隙率、孔结构、孔径尺寸和力学性能的影响,并分析了以上4种不同增强体的特点。最后,展望了第二相增强泡沫铝复合材料的发展趋势。     

泡沫铝基复合材料的应用现状

泡沫铝不仅具有金属材料的特点,还兼具泡沫材料的轻质、多孔等一系列性能。介绍了泡沫铝作为结构材料的应用,以及作为具有吸能减震、吸声、电磁屏蔽、热交换和过滤等功能材料的应用。目前,泡沫铝复合材料在汽车轻量化、航空航天等工业领域已经得到应用,并且在许多方向仍具有发展潜力。     

负载纳米CeO2的多孔银的制备、表征及SERS研究

采用NaOH溶液腐蚀Ag/CeO2/ZnO前驱体，制备出含有纳米CeO2微粒的多孔银复合材料。随着ZnO组元被溶解，CeO2微粒均匀分散到纳米多孔银的内表面。形貌表征表明，通过调节前驱体中ZnO的含量可细化纳米多孔AgCeO2复合材料的微观结构，当ZnO加入摩尔分数为70%时，CeO2微粒尺寸为6 nm。表面拉曼增强效应(SERS)测试表明，CeO2纳米微粒的形成和分散显著增强了多孔银的SERS性能；该复合材料在可见光条件下能够降解罗丹明(R6G)并有较好的自清洁性。     

泡沫铝基复合材料的研究进展

介绍了泡沫铝基复合材料的研究进展,概述以Al_2O_3、Si C为代表的硬质陶瓷颗粒增强相以及Al_2O_3短纤维、碳纤维等纤维增强相的加入对泡沫铝基复合材料的性能影响。研究表明,增强相的加入可有效解决发泡过程难以控制,所得成品存在的气泡大小不一、分布不匀,材料稳定性差等问题。此外,适量增强相的加入可有效提高泡沫铝基体的压缩强度、吸能效率以及阻尼性能,但是过量增强相的添加反而会引起泡沫铝基体的脆性增强,造成该复合材料性能的下降。     

碳包覆镍纳米颗粒/聚苯胺复合材料的制备及电磁性能

以纤维素为炭前躯体,硝酸镍为金属源,采用还原炭化法制备出碳包覆Ni纳米颗粒(Ni@C)。进一步采用原位聚合法合成出Ni@C/聚苯胺(PANI)复合材料。TEM分析表明:Ni@C粒度分布均匀,呈核壳结构。采用IR光谱、SEM、XRD对复合材料和形态和结构进行分析;考察了Ni@C的含量对Ni@C/PANI复合材料电导率的影响。采用波导法在8.2-12.4 GHz波段范围对Ni@C和Ni@C/PANI复合材料进行电磁参数进行测试分析,复合材料的电损耗角正切值可达到0.65,磁损耗角正切值可达0.15,所制备Ni@C/PANI具有较高的电磁损耗角正切值,结果表明其吸波性能较好。     

SiC泡沫陶瓷/SiCp混杂增强Al基复合材料的性能

以SiC泡沫陶瓷和SiC颗粒(7、15、20 μm)为混合增强体,用挤压铸造法制备出SiC泡沫陶瓷/SiCp混杂增强Al基复合材料,研究了SiCp颗粒尺寸对复合材料压缩强度和弯曲性能的影响,以及金属基体的韧性对复合材料压缩行为的影响.结果表明,随着SiC颗粒尺寸的增大,复合材料的压缩强度和弯曲强度降低,最大挠度减小,这是因为随着SiC颗粒尺寸的增大,颗粒间距随之增大,SiC颗粒的强度降低,使SiC颗粒的增强效果减弱.随着基体韧性的提高,复合材料的塑性变形明显增大,但压缩强度和模量降低.