炭黑/碳纤维/ABS电磁屏蔽复合材料的制备及其性能研究

采用硅烷偶联剂KH550改性炭黑(CB),浓硝酸氧化碳纤维(CF),将表面处理前后的炭黑和碳纤维与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)树脂通过混炼挤出制备了电磁屏蔽复合材料,考察了炭黑、碳纤维含量及表面处理对复合材料体积电阻率和屏蔽效能的影响。实验结果表明,采用KH550改性炭黑可以达到改性目的,浓硝酸氧化碳纤维后,其表面接上了羰基和羧基。随着炭黑含量增加,复合材料的体积电阻率逐渐下降,且变化规律符合渗滤效应,在100～1800MHz频率范围内,屏蔽效能逐渐增加,采用1%KH550改性炭黑后,导电性能和屏蔽效能均得到提高。加入碳纤维后,复合材料的导电性能和屏蔽效能均有较大提高,且含量为2%时,分别达到最大值,采用浓硝酸氧化碳纤维后,导电性能得到进一步提高,屏蔽效能提高了1dB左右。     

镀金属玻璃纤维/ABS树脂复合材料制备及电磁屏蔽性能研究

通过热浸镀及化学镀方法制备了玻璃纤维/Al、玻璃纤维/Ni及玻璃纤维/Ni/Ni-Cu-P三种镀金属纤维,对其制备工艺、机理和性能进行了探讨.用上述三种金属化纤维与ABS树脂共混制备出导电复合材料,对复合材料的导电性及电磁屏蔽性能进行了初步研究.     

电磁屏蔽复合材料的屏蔽性能预测

建立了填充椭球颗粒电磁屏蔽复合材料等效电磁参数的物理模型,基于变分原理和电磁波传输理论推导出其电磁屏蔽性能的预测公式,计算了不同填充条件下复合材料的屏蔽效能及反射率,分析了填料显微结构特征(浓度、形状、尺寸、分布方式)对复合材料屏蔽性能的影响规律.结果表明,复合材料屏蔽效能和反射率随填料填充浓度、长径比的增加而增大;针形和片形填料优于球形填料且定向分布好于随机分布;材料的反射率在特定的填充浓度及填料尺寸下存在峰值。屏蔽效能的计算结果与实验上填充球形银包羰基铁和镀镍短碳纤维的屏蔽复合材料的测试数据拟合较好。     

氧化铁-石墨/ABS复合材料制备及电磁屏蔽性能

研究将氢氧化铁和可膨胀石墨粉末混合均匀,在高温下迅速膨化,制备得到了一种具有导电和亚铁磁性的电磁屏蔽功能微集料,将功能微集料与ABS树脂复合,制备得到了一种对电磁波具有反射和吸收功能的复合材料.利用XRD、SEM对功能微集料物相和形貌进行了分析,并对样品的电磁屏蔽传输系数曲线、最大电磁屏蔽效能及屏蔽机理进行了探讨,分析了石墨及氧化铁-石墨功能微集料含量对复合材料低频电磁屏蔽效能的影响.实验结果表明,随着膨化温度升高,氧化铁粒子在膨胀石墨表面、褶皱和沟壑中的分散性逐渐提高,粒径逐渐变小;在1MHz～1.8GHz低频范围内,氧化铁-石墨填充ABS复合材料的电磁屏蔽性能优于柔性石墨/ASB复合材料的电磁屏蔽性能,且其屏蔽方式兼有电损耗和磁损耗机制.     

泡沫铝/环氧树脂复合材料电磁屏蔽及力学性能实验

以环氧树脂填充泡沫铝.制备了具有一定结构性能及电磁屏蔽功能的结构和功能一体化复合材料试件,泡沫铝的孔径设计为1.0 mm和2.0 mm,厚度为5.0mm、10.0 mm和15.0 mm.通过法兰同轴测试法,分别测试了这6组试件的电磁屏蔽效能,研究发现:泡沫铝厚度一定,频率为10～300 MHz时,随着孔径的增大屏蔽效能增强;频率为300 MHz～1.5 GHz时,孔径对屏蔽效能的影响不明显.泡沫铝孔径一定,频率为10～300 MHz时,随着厚度的增大屏蔽效能增强;频率为300 MHz～1.5 GHz时,厚度对屏蔽效能影响不大.同时,通过拉伸和弯曲实验测试了复合材料中泡沫铝孔径不同的试件的强度和弹性模量等力学性能.结果表明,泡沫铝孔径小的复合材料的抗拉和抗弯性能比孔径大的更好.     

3D打印制备碳纳米管/环氧树脂电磁屏蔽复合材料

采用3D打印技术制备具有连续通孔的环氧树脂基体,利用浸渍工艺将碳纳米管（CNTs）附着于环氧树脂基体孔壁,获得具有优异电性能和电磁屏蔽功能的CNTs/环氧树脂复合材料。研究结果表明,CNTs含量仅为2.86vol%时,CNTs/环氧树脂复合材料电导率高达35 S/m,总电磁屏蔽效能高达39.2 dB（厚度为2.0 mm）。研究表明,CNTs/环氧树脂复合材料对进入其内部电磁波的吸收占总屏蔽效能的98%,表现出吸收屏蔽为主导的电磁屏蔽机制。CNTs/环氧树脂复合材料的弯曲强度和弯曲模量相比环氧树脂基体也有一定的提高。该研究为具有优异电磁屏蔽性能的高分子基复合材料制备提供了新思路和方法。      

电磁屏蔽复合材料电磁屏蔽效能探讨

电磁屏蔽材料目前向着薄、轻、宽、高的方向发展,复合材料已逐渐取代单一材料成为电磁屏蔽研究的主要方向.以机械复合材料为基础,研究高导电材料+高导磁2层复合材料与高导电材料+高导电材料+高导磁材料3层复合材料电磁屏蔽效能的差别.研究结果表明,2层复合材料高导电材料一侧增加1层高导电材料对电磁屏蔽性能的提高非常有限.     

GNS/PMMA泡沫复合材料的制备及其电磁屏蔽性能

本文采用电泳法在泡沫镍表面沉积一层石墨烯,接着浸渍一层聚甲基丙烯酸甲酯,最后去除泡沫镍模板获得石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯泡沫复合材料。采用扫描电镜、四探针电导率仪及矢量网络分析仪等对材料的形貌结构及性能进行表征。结果表明该泡沫复合材料完整地继承了泡沫镍的三维骨架结构,石墨烯在聚合物骨架中相互连接形成全连通的导电网络,使得该复合材料具有良好的电导率及电磁屏蔽性能。孔径0.25mm、厚度1.5mm的该复合材料的电导率最大可达1.5S·m-1,在8~12GHz范围内,其电磁屏蔽效能最高可达12.7dB,其中吸收损耗占总损耗的99%。因此以吸收损耗为主要屏蔽机制的石墨烯/聚甲基丙烯酸甲酯泡沫复合材料是一种有前途的轻质、透气型电磁屏蔽材料。     

金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能

以不锈钢纤维作为填料,分别与ＡＢＳ和ＰＰ两种聚合物复合制得了电磁屏蔽用导电性高分子复合材料。通过研究复合材料导电性能和电磁屏蔽性能与纤维含量的关系,发现结晶性的ＰＰ基体比无定形ＡＢＳ基体所需的纤维临界填充量低,同时ＳＳＦ／ＰＰ的屏蔽效果高于ＳＳＦ／ＡＢＳ复合材料;此外,结果还表明这类复合材料对电磁波的屏蔽效果以吸收损耗为主,反射损耗量较小。     

发泡金属的电磁屏蔽性能研究

本文对新型材料发泡金属的电磁屏蔽性能进行了研究，并对其屏蔽原理进行了探讨。实验结果表明：该材料具有优异的电磁屏蔽性能，可用作透气的电磁屏蔽材料使用。     

炭黑/ABS /金属网复合材料电磁屏蔽性能的研究

研究了炭黑含量、特性以及偶联剂对炭黑/ABS复合材料的导电性和电磁屏蔽性能的影响.结果表明:当炭黑含量达到35%(质量分数)时,体积电阻率达到最低值,约为103Ω*cm,而且钛酸酯偶联剂(炭黑质量的2%～5%)能很好地改善炭黑/ABS材料的导电性和屏蔽性能,并从金属网上的缝隙尺寸和方向两个方面分析了夹层金属网可能出现的缝隙对屏蔽性能的影响.     

层状PPGr/PP复合材料的结构和电磁屏蔽性能

利用共挤出设备,制备了导电层(石墨填充聚丙烯PPGr)和绝缘层(聚丙烯PP)叠合的层状复合物,同时制备了PPGr普通共混物。比较了层状材料与普通共混材料在结构形态、电学性能、力学性能和电磁屏蔽性能方面的差异。研究发现,普通共混物电阻率为2.04×103Ω.cm时,在低频区(500 MHz~2 GHz)和中间频段区(2 GHz~18 GHz)内的最大屏蔽值都为34dB,而层状材料电阻率为2.79×105Ω.cm时,在上述频率区间的屏蔽效果分别达到49dB和56dB。力学性能测试表明层状材料的断裂伸长率和拉伸强度也优于普通共混材料。文中提出了层状复合物中电磁波的内部多重反射机理来解释这一实验现象。     

多层金属纤维混纺织物的电磁屏蔽效能

金属纤维混纺织物由于具有较好的电磁屏蔽性能得到了广泛应用,但其屏蔽效能受纺织工艺等诸多因素影响,难以建立精确的计算模型。在分析介质平板屏蔽体屏蔽效能的基础上提出等效算法,将金属纤维混纺织物等效为均匀介质平板,以计算多层织物材料的电磁屏蔽效能。通过测试单、双层金属纤维混纺织物的电磁屏蔽效能,验证了等效方法的正确性和可行性,可用于指导复合材料的设计。     

镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能研究进展

航空航天、信息通信等领域不断发展,随之产生的电磁干扰也逐渐被人们重视,面对电磁屏蔽材料兼顾结构轻量化的功能/结构一体化发展趋势,已经有越来越多的研究者将关注点放在了镁合金及其复合材料上。镁合金作为一种密度极低的金属材料,具有较高的比强度和比刚度、优异的阻尼和电磁屏蔽性能,以镁合金为基体制备复合材料可进一步提升材料的综合性能,兼具高导电性、导热性和优异力学性能的碳纳米管（CNTs）、纳米石墨烯（GNPs）等纳米碳基材料和具有特殊空心结构的粉煤灰球（FACs）均可作为镁合金复合材料的增强体,综合提升材料的力学和电磁屏蔽性能。目前,针对镁合金及其复合材料的电磁屏蔽性能研究主要集中于合金化元素选择及成分设计、热处理及加工工艺、晶粒尺寸、织构及相分布、复合材料体系设计等方面。从电磁屏蔽原理出发,综述了近年来镁合金及其复合材料电磁屏蔽性能的研究,主要对镁合金及其复合材料导电、导磁性的影响因素进行了介绍,并讨论了作为复合材料提升镁合金电磁屏蔽性能的机理,最后针对这类轻量化电磁屏蔽结构材料的应用前景进行了展望。     

碳系填充型电磁屏蔽材料的研究进展

填充型电磁屏蔽材料在电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景,而碳填料具有来源广、质量轻、成本低、导电性良好等优点,以其作为导电填料的填充型电磁屏蔽材料因具有较好的综合性能而受到越来越多的关注.对近年来国内外碳系填充型电磁屏蔽材料的发展情况进行了综合评述,着重介绍了碳系填充型电磁屏蔽材料的导电机理、填充方法、分类、掺杂及影响其屏蔽性能的主要因素.