ABS/镀镍碳纤维复合材料电磁屏蔽特性研究

采用热压工艺制备了镀镍碳纤维(CF)增强(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯)共聚物(ABS)复合材料,研究了CF长度及含量对其电磁屏蔽特性的影响。结果表明,制得的镀镍CF镀层均匀、连续,且沿CF径向分布有大量沟槽;CF长度以2～4mm为宜,随着CF含量的增加,复合材料的电磁屏蔽效能提高,当CF质量分数为20%时,ABS/镀镍CF复合材料在0.03～1.2GHz频率范围内的电磁屏蔽效能均在83dB以上。     

铁粉/聚丙烯复合材料的电磁屏蔽性能

研究铁粉含量、粒度及偶联剂对铁粉/PP复合材料导电性和电磁屏蔽性能的影响.结果表明:铁粉/PP复合材料的体积电阻率随铁粉质量含量的增加而降低,在20%时出现渗滤值,当铁粉质量含量超过30%之后,继续增大铁粉含量复合材料的体积电阻率和屏蔽效能变化不明显.铁粉含量一定时,随着铁粉目数增大,复合材料的屏蔽效能有所提高;在100MHz～1 GHz低频区域,复合材料最大电磁屏蔽效能达到了40dB.钛酸酯偶联剂为铁粉质量的4%时,能很好地改善铁粉/PP材料的导电性和屏蔽性能.     

碳纤维复合材料电磁屏蔽性能研究

随着电子技术的广泛应用,电磁波引起的电磁干扰问题日益严重,电磁屏蔽成为当前国际上迫切需要解决的问题,电磁屏蔽材料的研究成为人们越来越关注的重要内容。本文阐述了电磁屏蔽材料的种类,电磁屏蔽原理以及碳纤维性能特点。同时,制备碳纤维复合材料电磁屏蔽效能试样,在30MHz-1.5GHz频率范围内用同轴传输线法进行了电磁屏蔽效能的测试。实验结果表明:在30MHz-1.5GHz频率范围内,碳纤维复合材料的电磁屏蔽效能在32.3dB-43.1dB之间。     

基于磁控溅射技术的碳基电磁屏蔽材料

利用磁控溅射技术在碳纤维表面沉积铜膜制备了高效的电磁屏蔽材料,并通过调整磁控溅射时间和碳纤维单向布铺层层数,分析了磁控溅射改性方式和铺层层数对碳纤维织物及其复合材料电磁屏蔽性能的影响。结果表明,磁控溅射碳纤维表面铜膜沉积有利于碳纤维电磁屏蔽性能的改善。经磁控溅射改性处理后,碳纤维电磁屏蔽效能最小提高了37.73%,且电磁屏蔽性能随着磁控溅射时间的延长而增强,但碳纤维电磁屏蔽效能增加率则随磁控溅射时间的增加而逐渐减小。增加碳纤维织物铺层层数有利于碳纤维织物集合体电磁屏蔽性能的改善,但织物层间的不连续性对织物集合体电磁屏蔽性能起消极作用。环氧树脂经碳纤维复合后,电磁屏蔽效能显著增强,增加了约30 dB,但由于环氧树脂对碳纤维的包覆性能,影响了复合材料对电磁波的屏蔽效果,不随碳纤维复合材料中碳纤维织物铺层层数的增加和改性碳纤维导电性能的增加而增强。     

CNT基木塑复合材料的力学性能、电磁屏蔽性能

采用碳纤维(CF)和碳纳米管(CNT)通过模压工艺制备出具有电磁屏蔽功能的丙烯酸酯木塑复合材料。借助材料试验机、动态热机械分析仪、微欧计和电磁屏蔽测量仪等详细研究CNT质量分数对丙烯酸酯木塑复合材料弯曲性能、动态力学性能、电阻率和电磁屏蔽效能的影响。结果表明,添加质量分数为2%的CNT,使得复合材料的弯曲强度和弯曲弹性模量分别增加了10%和16%。复合材料的储能模量也在CNT质量分数为2%时达到最大值,之后储能模量随着CNT的增加而逐渐下降,损耗因子在CNT质量分数多于2%时也逐渐增加。复合材料的吸水率和导电性能随着CNT含量的增加而增加。同时复合材料的电磁屏蔽效能也随着CNT含量增加而递增。在30~1 500 MHz范围内,电磁屏蔽效能从27 d B增加到40 d B。结果证明,当CNT质量分数在2%时,丙烯酸酯木塑复合材料具有较佳的力学性能和较好的电磁屏蔽效能(30 d B),能满足商业要求。     

环氧树脂/CF/亚麻纤维复合材料电磁屏蔽性能

电子电气设备等产生电磁辐射污染会严重影响到人体健康,并干扰设备的正常运行,解决电磁污染的关键是使用电磁屏蔽材料。采用模压工艺制备了具有电磁屏蔽功能的环氧树脂/碳纤维(CF)/亚麻纤维复合材料。借助矢量网络分析仪、热重分析仪、万能试验机、扫描电子显微镜(SEM)等研究CF粉对复合材料的电磁屏蔽性能(EMI SE)、热稳定性和力学性能的影响。结果表明,复合材料的弯曲强度随着CF粉含量的增加而增加,并在其质量分数为30%时达到最大值,为102.5 MPa,与未加CF的材料相比较,提高了31.1%,此后进一步增加CF粉含量,复合材料的弯曲强度开始下降。SEM证实,复合材料力学性能的提高来源于CF与环氧树脂界面性能的改善。CF粉的加入提高了环氧树脂/亚麻纤维复合材料的热稳定性,热分解温度从206℃提高到268℃。同时复合材料的体积电阻率随着CF粉含量的增加而下降,从0.65Ω·cm降至0.132Ω·cm。在8.4～12.4 GHz电磁波范围内,环氧树脂/CF/亚麻纤维复合材料的EMI SE达到20 dB以上,基本满足商业要求。     

多层纤维增强环氧树脂复合材料结构设计与电磁屏蔽效能预测模型

构建渐进导电网络结构是一种降低导电材料电磁波反射率的有效策略。利用芳纶纤维(AF)、还原氧化石墨烯负载芳纶纤维(rGO@AF)与碳纤维(CF),制备多层纤维增强环氧树脂复合材料(AF/rGO@AF/CF/EP),研究CF/EP和AF/rGO@AF/CF/EP的电磁屏蔽性能。通过单层纤维的电磁参数和电导率预测,得到多层纤维增强环氧树脂复合材料电磁屏蔽效能的简化模型。结果表明：单层CF/EP的反射损耗效能(SER)为12.3 dB,总电磁屏蔽效能(SE_T)为40.2 dB,与之相比,AF/rGO@AF/CF/EP的SER降至9.6 dB,SE_T提高至43.6 dB,说明梯度导电网络结构在保证材料屏蔽效能的同时降低复合材料的反射损耗。利用简化模型得到AF/rGO@AF/CF/EP的电磁屏蔽效能为42.6 dB,表明该模型准确预测多层结构复合材料的电磁屏蔽性能。     

CF表面改性对CF/LDPE复合材料电磁屏蔽性的影响

将碳纤维（CF）用马弗炉煅烧后,用硝酸对其进行酸化氧化,再用硅烷偶联剂KH550对其进行偶联处理,然后用熔融混合法将偶联后的CF与LDPE复合,制备出CF／LDPE复合材料。研究了CF的表面改性对CF／LDPE复合材料电磁屏蔽性能的影响。用SEM和FTIR分析了复合材料的内部微观结构,用四电极法测量了复合材料的体积电阻率（ρv）,用法兰同轴法测定了复合材料的电磁屏蔽效能（SE）。研究发现三种CF／LDPE复合材料的ρv随CF质量分数（p）的增加出现“渗滤现象”,在相同CF质量分数时,经表面处理的复合材料的渗滤阈值最低;当CF质量分数为10％时,SE值最高,能达到45dB。     

掺短碳纤维和石墨混凝土的低频电磁屏蔽性能

对短碳纤维石墨混凝土的电磁屏蔽性能进行了研究,分析了短碳纤维和石墨的含量对混凝土低频电磁屏蔽效能的影响,探讨了短碳纤维的加入对石墨混凝土电磁屏蔽性能的影响机理,为设计高性能低频电磁屏蔽混凝土提供了依据。在1MHz～1．8GHz低频区域,短碳纤维石墨混凝土的最大电磁屏蔽值达到8．5dB。     

碳纤维/镍粉/聚丙烯复合材料的电磁屏蔽性能

研究了碳纤维、镍粉质量分数对碳纤维/镍粉/聚丙烯复合材料电磁屏蔽性能的影响。实验表明:复合材料的屏蔽效能随碳纤维质量分数的增加而增加,随镍粉质量分数的增加而波动变化;碳纤维质量分数的变化对复合材料电磁屏蔽性能的影响较镍粉大;屏蔽效能最好的组合为15%CF/15%Ni/PP,平均屏蔽效能达到40.07 dB,最高屏蔽效能达到49.49 dB。     

镀铝玻璃纤维复合材料的电磁屏蔽性能研究

以镀铝玻璃纤维(GF)为导电填料,填充热固性酚醛树脂(PF)制备出PF电磁屏蔽复合材料,并测试了其体积电阻率和电磁屏蔽效能.结果表明,一定长度下以镀铝GF作为导电填料仍然具有渗滤性质,且其质量分数大于40%后材料的屏蔽效能开始保持稳定,同时用经典的同轴线模型公式估算了相同体积电阻下材料的屏蔽效能,发现其值与实测值具有一...     

镀镍碳纤维-芳纶纤维增强复合材料性能研究

试验选用碳纳米管分散到树脂中作为吸收剂,选用芳纶纤维作为吸波层增强纤维,镀镍碳纤维作为反射层增强体,用热压罐工艺制备复合材料板材。主要对复合材料的吸波性能、屏蔽效能、密度、拉伸强度进行了测试。结果表明,用芳纶纤维/镀镍碳纤维作为增强纤维、碳纳米管作为吸收剂制备的复合材料,在8.1GHz-12.4GHz频段内反射率小于-10d B,峰值达到15.59d B;在10GHz的屏蔽为98d B;密度为1.51g/cm~3;拉伸强度为573MPa。可以广泛用于设备舱的外蒙皮材料,具有很好的隐身和防电磁泄露性能。     

铁氧体、石墨及碳纤维水泥基复合材料的电磁屏蔽性能研究

通过设计正交实验的方式研究了复掺铁氧体、石墨和碳纤维水泥基复合材料材料的电磁屏蔽效能.结果表明:在30～1500 MHz频率范围内,影响电磁屏蔽效能的主次因素分别为碳纤维、铁氧体和石墨.铁氧体、石墨和碳纤维最佳掺量为占水泥质量比34.4％、25％和1.9％,其平均电磁屏蔽效能达到33.51 dB,且电磁屏蔽效能随着试样厚度的增加而线性增大.在200～1500 MHz范围内,掺入铁氧体和碳纤维的平均屏蔽效能在37 dB左右,而掺入石墨和碳纤维的平均屏蔽效能在31 dB左右,复掺铁氧体和碳纤维试样的电磁屏蔽效能要比复掺石墨和碳纤维的屏蔽效果好.     

导电银胶在电磁屏蔽材料上的研究与应用

以片状银粉作为导电介质,以环氧树脂、固化剂、促进剂混合为成膜剂制备出可用于电磁屏蔽,具有良好力学性能的导电银胶。讨论了银粉在银胶中质量分数为75％、81％时,固化后银胶在100kHz～18GHz波段的电磁屏蔽性能,银含量越高对15M～18GHz高频率波段电磁屏蔽效能越好,可达到17～51dB。分析了银胶导电性与电磁屏蔽功效之间的关系;通过扫描电镜的观察,从微观上进一步验证其电磁屏蔽作用;当银含量为81％时其拉伸强度为1．20MPa。     

环氧树脂/碳纤维吸波涂层电磁特性的实验研究

对环氧树脂/碳纤维吸波涂层的电磁特性进行了研究,包括对体系电磁参数及反射率的测量,纤维长径比、体积含量对电磁参数及吸波性能的影响,以及电磁参数与吸波性能的关联。结果表明,在8～18GHz频段内,随碳纤维长度的增大其介电常数实部与虚部值均增大,磁导率虚部值增大,吸收效果逐渐增强;随碳纤维体积含量的增加,其介电常数实部与虚部值均显著提高,吸收效果逐渐增强,吸收峰向低频方向移动。     

炭黑/聚乙烯复合材料的电磁屏蔽性能

研究炭黑含量与目数及偶联剂对炭黑/聚乙烯复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能的影响.结果表明:当炭黑质量含量达到30%时,复合材料体积电阻率最低约为104 Ω·cm.当炭黑质量含量为25%时,1000目炭黑/聚乙烯复合材料的屏蔽效能最高.为30 dB.当炭黑质量含量为30%和35%时.800目炭黑/聚乙烯复合材料的屏蔽效能最高,达到了35 dB.而且钛酸酯偶联剂为炭黑质量的2%时能很好地改善炭黑/聚乙烯复合材料的导电性与屏蔽性能.     

电磁屏蔽用耐电化学腐蚀导电硅橡胶的性能研究

研究了镀镍铝粉和镀镍石墨分别填充硅橡胶的力学性能、电性能、电磁屏蔽效能及耐电化腐蚀性能。结果表明,在保证良好力学性能前提下,镀镍铝粉填充型硅橡胶具有较好导电性,在30 MHz~1.2GHz频段范围内具有良好屏蔽效能,可提供极好耐电化腐蚀性能。     

石墨–碳纤维水泥基复合材料的电磁屏蔽效能

采用同轴法兰–网络分析仪法研究了石墨–碳纤维水泥基材料在100kHz～1.5GHz频率范围内的电磁屏蔽性能。结果表明:水泥中石墨掺量接近渗滤阈值时,材料的屏蔽效能可获得明显改善。胶体石墨的屏蔽效能要明显好于鳞片石墨的,石墨的细度以25μm为宜,超过25μm对进一步改善屏蔽效果作用不大。碳纤维能显著提高材料的屏蔽效能,复掺石墨及碳纤维可使水泥基材料的屏效值进一步提高,其屏效值在测试频段内最高可达24dB。     

短纤维增强热塑性聚氨酯弹性体复合材料的性能研究

通过短切碳纤维(CF)与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)共混改性制得一系列不同CF质量分数(含量)、不同方法处理CF的碳纤维/TPU复合材料。重点研究了不同CF质量分数和不同表面处理方法对碳纤维/TPU复合材料的微观形态、物理机械性能、热性能和动态力学性能的影响。研究结果表明:随着CF质量分数的提高,复合材料的杨氏模量和压缩模量逐渐提高,当CF质量分数为25%时,拉伸强度出现最大值。热性能和动态性能也均以CF质量分数为25%时最佳。各种表面处理中以胺基硅烷KH5501处理CF对CF/TPU复合材料的机械性能和热稳定性改善效果明显;而TCA-K44和浓硝酸氧化刻蚀CF/TPU复合材料则表现出较好的韧性和弹性。SEM分析结果表明,TPU与CF间具有很好的粘接。     

聚苯胺包覆短碳纤维的制备及电磁性能研究

对短碳纤维(SCF)硝酸氧化处理后,采用聚苯胺原位氧化聚合法对其进行包覆改性,制备聚苯胺包覆改性SCF,以改善SCF的电磁性能.采用XPS、SEM对聚苯胺包覆的SCF进行了微观结构和形貌的分析,结果显示聚苯胺层包覆完整、致密,且聚苯胺和SCF表面之间存在化学键合作用.采用PNA-LN5230A微波网络测试仪测定了聚苯胺包覆SCF的电磁性能(复介电常数和复磁导率),并对2mm厚度下的吸收和反射损耗进行了分析,研究了以此为填料制备的涂膜的电磁屏蔽性能和导电性.结果表明,在50 MHz～2 GHz频率范围内,相对于未包聚改性的短碳纤维,导电聚苯胺/碳纤维(PASCF)的复介电常数实部和虚部都有所提高,磁损耗正切为O,为电损耗型材料,而不导电聚苯胺/碳纤维(NPASCF)的复介电常数实部和虚部都有所下降,而磁损耗止切高达O.09,显示出弱电磁性;采用Matlab 6.5软件进行屏蔽性能分析,导电聚苯胺包覆碳纤维的吸收损耗可达4.654 dB,不导电聚苯胺包覆碳纤维(NPASCF)的吸收损耗为1.105 dB:以PASCF为填料制备的涂膜表面电阻率为1.02 Ω·m-2,电磁屏蔽效能值约为17 dB,以NPASCF为填料制备的涂膜表面电阻率为2.32×1011Ω·m-2,电磁屏蔽效能值可达8 dB.