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.     

Al-Si闭孔泡沫铝电磁屏蔽效能

通过调整发泡温度、发泡时间、保温时间及发泡剂加入量等工艺参数,采用熔体转移发泡法制备不同相对密度的Al-Si闭孔泡沫铝.利用法蓝同轴法测试其电磁屏蔽效能,结果表明:电磁干扰频率对其屏蔽效能影响显著,在10～600MHz范围内,随着干扰频率增加,泡沫铝屏蔽效能逐渐减小,在600～1500MHz范围内,屏蔽效能又逐渐增加.相对密度对Al-Si闭孔泡沫铝材料电磁屏蔽效能影响不大.     

小孔径泡沫铝研究进展

泡沫铝的性能与孔径有着直接的关系,随着气孔孔径的减小,泡沫铝的弹性模量、屈服强度、能量吸收能力、吸音性能以及电磁屏蔽效能都得到提高.对小孔径泡沫铝的理想模型、性能、制备方法以及影响孔径大小的因素进行了综述,并提出了小孔径泡沫铝制备的一些关键问题.     

电磁屏蔽泡沫混凝土的性能研究

研究了不同密度泡沫混凝土的电磁屏蔽性能,结果表明孔径较大时泡沫混凝土具有电磁屏蔽能。在泡沫混凝土制备过程中加入石墨和碳纤维,改善了泡沫混凝土的电磁屏蔽能。研究了石墨和碳纤维掺量对泡沫混凝土电磁屏蔽能的影响。结果表明,石墨不能增加泡沫混凝土电磁屏蔽能;碳纤维泡沫混凝土在0~100MHz频率范围内,屏蔽效能SE随着频率增加而迅速降低,在100~1500MHz频率范围内,屏蔽效能SE随着频率增加而增加,在100MHz附近,碳纤维电磁屏蔽砂浆的SE最小。     

生物质多孔炭的电磁屏蔽性能研究

以思茅松锯末为原料,固体氯化铵为造孔剂,酚醛树脂为粘结剂,采用现有的固化烧结技术,制备多孔炭材料。利用法兰同轴法测试其电磁屏蔽效能。结果表明,在130～1800MHz内,多孔炭的屏蔽效能在38.8～56.2dB之间,屏蔽效果较好,并优于无孔炭材料。其中,在130～716MHz内,多孔炭的屏蔽效能随着频率的增加而减小;但在716～1800MHz内,多孔炭的屏蔽效能随频率的增加而增加。多孔炭的孔径越大,其电磁屏蔽效能越好,但是随着频率的增加,0.35mm和0.13mm两种孔径的多孔炭屏蔽效能差距越来越小。当孔径和厚度一定时,多孔炭的屏蔽效能随着孔隙率的增加而增大。     

合成纤维复合夹层屏蔽结构改性及其电磁特性研究

提出具有复合介质夹层屏蔽结构模型的设想,利用铜箔-聚四氟乙烯为原材料,设计了单层屏蔽结构与复合夹层屏蔽结构的对比实验,测试了复合夹层屏蔽结构的电磁屏蔽效能增量,并用Ватолцн多层电磁屏蔽理论公式进行了验证。具有复合夹层屏蔽结构材料的电磁屏蔽效能明显优于单层屏蔽结构材料的电磁屏蔽效能。继而以涤纶无纺布、锦纶合成纤维为研究对象,采用电化学改性的方法,制备了具有复合夹层屏蔽结构的柔性电磁屏蔽材料。结果表明,通过对研究对象的选择和优化电化学改性的工艺,可以制备出1 MHz~1000 MHz入射电磁波频段范围内,满足不同要求的合成纤维复合夹层屏蔽结构改性材料,其SE值最高可达98 dB。     

掺石墨/碳纤维电磁屏蔽砂浆的研究

以石墨和碳纤维为电磁屏蔽功能基元材料,将其添加到砂浆中,部分取代砂浆中的砂,调节电磁屏蔽功能材料的含量,使砂浆对电磁波具有屏蔽和吸收功能。研究了电磁屏蔽功能基元材料含量对砂浆电磁屏蔽效能的影响。结果表明添加石墨和碳纤维电磁屏蔽功能基元材料的电磁屏蔽砂浆,在30～200MHz频率范围内,电磁屏蔽效能SE较大,随着频率增加,屏蔽效能SE迅速降低。在200MHz～1.8GHz频率范围内,电磁屏蔽效能SE值趋于平缓,屏蔽效能较低。在1.8GHz附近,碳纤维电磁屏蔽砂浆的SEmin最大,为10dB。     

蜂窝铝-木基复合材料电磁波吸收特性研究

采用时域有限差分(FDTD)方法,对蜂窝铝-木基复合材料的电磁波吸收特性进行了研究。探讨了嵌入蜂窝铝的层数、蜂窝孔径、层间距以及周期尺寸等结构参数对复合材料电磁波吸收特性的影响。结果表明,在1~20GHz频率范围内,蜂窝铝的嵌入可明显改善其电磁波吸收性能。嵌入的层数越多,复合材料对电磁波的吸收效能越好;在8mm厚木材中嵌入5层具有单一孔径蜂窝铝时,复合材料的电磁波吸收效果最高可达70%。并且蜂窝孔径越小、层间距越大,复合材料的电磁波吸收性能越好。将具有不同孔径的蜂窝铝有序组合,可以进一步提高复合材料对电磁波的吸收率,最高可达到80%。     

蜂窝铝-木基复合材料电磁波吸收特性研究

采用时域有限差分(FDTD)方法,对蜂窝铝-木基复合材料的电磁波吸收特性进行了研究。探讨了嵌入蜂窝铝的层数、蜂窝孔径、层间距以及周期尺寸等结构参数对复合材料电磁波吸收特性的影响。结果表明,在1~20 GHz频率范围内,蜂窝铝的嵌入可明显改善其电磁波吸收性能。嵌入的层数越多,复合材料对电磁波的吸收效能越好;在8 mm厚木材中嵌入5层具有单一孔径蜂窝铝时,复合材料的电磁波吸收效果最高可达70%。并且蜂窝孔径越小、层间距越大,复合材料的电磁波吸收性能越好。将具有不同孔径的蜂窝铝有序组合,可以进一步提高复合材料对电磁波的吸收率,最高可达到80%。     

掺石墨和羰基铁涂料的低频电磁屏蔽性能研究

以石墨和羰基铁作为电磁屏蔽涂料的功能材料,替代一部分涂料填料,并调节各功能材料的含量,使涂料具有对电磁波的屏蔽和吸收功能.通过对不同样品的电磁屏蔽传输系数曲线和最大电磁屏蔽效能的对比,分析了石墨和羰基铁的含量对涂料低频电磁屏蔽效能的影响.并通过涂层表面微观形貌的分析,进一步探讨了涂层表面结构对电磁屏蔽性能的影响机理,为设计高性能低频电磁屏蔽涂料提供参考依据.在1MHz～1.8GHz低频区域,涂料最大电磁屏蔽效能达到了6.029dB.     

基于各向异性织物的电磁屏蔽性能仿真计算

为实现电磁织物的屏蔽效能理论预测及其优化设计,本研究对电磁屏蔽织物构建了三维模型,采用CST (Computer simulation technology)微波工作室模拟各向异性织物与电磁波相互作用的机理。计算了在1~18GHz波段内,电磁波入射角和方位角对屏蔽效能的影响。结果表明:x轴和y轴方向介电常数对织物屏蔽效能的影响较为显著,且在各向异性介电常数较小时,屏蔽效能随电磁波入射角的增加呈现先增大后减小的趋势;而当电磁波方位角发生变化时,不同电磁波入射角对其产生的屏蔽效能影响规律不同。本研究结果对各向异性织物具有较好的适用性,为开发高性能电磁屏蔽织物提供理论依据。     

碳泡沫导热性能及力学性能研究

用微胶囊化得到的空心酚醛树脂微球制备出酚醛泡沫材料, 在Ar气的保护下进行1000℃碳化和2000℃的石墨化处理, 得到所需的泡沫材料. 研究了孔隙率、热处理温度等因素对碳泡沫导热性能的影响. 结果表明: 提高材料内部空心微球的比例可以降低材料的导热性能, 得到低热导率的泡沫材料; 而对于孔隙率接近的泡沫材料, 降低材料内部的孔径可以起到降低材料热导率的作用; 得到了密度为0.50g/cm³, 热导率为1.007W/m·K, 压缩强度为8.82MPa的碳泡沫材料.     

复合材料屏蔽效能测试方法的研究

对平板型复合材料屏蔽效能的测量概括起来可以分为两大类：“近场法”和“远场法”、“近场法”主要用来测量材料对电磁波近场（磁场为主）的屏蔽效能,“远场法”主要用来测量材料对电磁波远场平面波的屏蔽效能。本文对上述两类方法的原理,适用范围等作了详细阐述。     

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。     

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。     

双面结构电磁屏蔽材料的制备及性能研究

采用磁控溅射法在涤纶水刺非织造布单面和双面分别沉积了纳米结构的Cu薄膜,利用矢量网络分析仪对所制备样品的电磁屏蔽效能进行了测试,并理论计算分析了单面屏蔽材料和双面屏蔽材料的屏蔽效能。结果表明:在总镀膜时间相同的情况下,双面屏蔽材料的电磁屏蔽效能要明显优于普通单面屏蔽材料的电磁屏蔽效能;普通单面屏蔽材料只对低波有相对较好的屏蔽效果,而双面屏蔽材料对低波和高波都有相对较好的屏蔽效果,且随着电磁波频率的增大,其屏蔽效能呈增大的趋势。     

电磁屏蔽材料中聚苯胺对屏蔽效能的影响及机理

金属材料与导电聚苯胺复合形成屏蔽组分有效提高了复合电磁屏蔽材料的高频电磁屏蔽效能,从而扩展了屏蔽材料的屏蔽带宽.以金属Ni粉/导电聚苯胺复合屏蔽组分为例,分析了在复合电磁屏蔽材料中聚苯胺的对屏蔽效能的贡献及作用机理.结果表明聚苯胺的加入与基体树脂相溶形成基体导电网络,有效阻碍了高频电磁波的穿透,可能是提高高频效能的主要原因.     

复合柔性屏蔽材料的制备及其应用

利用特殊的加温加压复合方式,将高性能屏蔽织物和铜丝网热复合在一起,制备了新型的复合柔性屏蔽材料,并对其性能进行了检测,对其应用途径进行了分析。结果表明,该屏蔽材料在不同的频段具有较高的屏蔽效能,在300 MHz以上的高频段,屏蔽效能达到60 dB以上,在300 MHz以下的低频段也能达到8～60 dB,尤其在环境适应性、抗撕裂性等方面有明显优势,可以广泛应用于室内外的电磁防护实例中。     

膨胀石墨/金属网/ABS复合材料电磁屏蔽性能的研究

以膨胀石墨(EG)和金属网(MN)作为电磁屏蔽基元材料与ABS树脂采用共混、挤出、热压等成型工艺制备了电磁屏蔽复合材料,研究了膨胀石墨的含量、处理方式、复合材料的厚度和金属网的目数对电磁屏蔽复合材料屏蔽性能的影响。结果表明,在膨胀石墨/ABS电磁屏蔽复合材料中,其电磁屏蔽效能随着膨胀石墨含量增加及复合材料厚度增加而增大,膨胀石墨经超声处理后,可以提高复合材料的屏蔽效能。在两种单层金属网/ABS电磁屏蔽夹层复合材料中,屏蔽效能并不随着金属网目数增加而增大。在30MHz～1.8GHz频率范围内,200目不锈钢网/ABS复合材料和100目铜网/ABS复合材料的屏蔽性能最好,最大屏蔽效能分别为76.1和70dB。在多相电磁屏蔽复合材料中,膨胀石墨/不锈钢网/ABS复合材料的屏蔽效能比不锈钢网/ABS复合材料高约5dB。     

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.