为什么碳纳米纤维比传统的碳纤维屏蔽信号更有效的EMI屏蔽?

烯湾科技启动首个碳纳米管纤维量产
作者:朱先妮
  中国证券网讯(记者 朱先妮)25日,烯湾科技在深举行&全球首个碳纳米管纤维量产项目&启动仪式。烯湾科技首席科学家邓飞表示,公司致力于以全新的碳纳米管纤维取代传统碳纤维,实现中国新材料跨越式突破为己任,立志以全球领先的超高强度碳纳米管纤维制备和工艺以及可纺技术等为核心竞争力,开创新型碳纳米管纤维复合材料行业未来,并引领下一个万亿级市场。  作为军民两用新材料,碳纤维被誉为21世纪的&黑色黄金&,被中国列为国防航空科技发展的重点研究对象。然而,长久以来,其制备关键技术被美日等发达国家所垄断,我国长期处于苦苦跟随的尴尬地位。据烯湾科技方面介绍,其研发出的可量产碳纳米纤维管不仅有望在性能上超越已有的高性能碳纤维,而且其制备成本将远低于传统碳纤维,有望在不久的将来大规模取代碳纤维的使用,助力我国在这一领域实现&弯道超车&。  据悉,作为人类迄今为止发现的力学性能最好的材料,碳纳米管有着极高的拉伸强度、杨氏模量和断裂应变。碳纳米管纤维是把千千万万单根纳米管扭拧在一起的宏观纤维,具有轻质、高强、多功能性的特点,是新一代的特种纤维材料,对高端科技发展有着重大的战略意义。学界普遍认为碳纳米管纤维作为下一代的新型高强度纤维材料。  放眼全球,目前美国、日本、澳大利亚和韩国均有研究团队在做碳纳米纤维管的研究。然而,根据已经通过期刊公布的性能检测数据,在两个最关键的指标强度和杨氏模量上,烯湾科技的指标数据都遥遥领先,分别达到了3.2-5.05E/Gpa和120-330E/Gpa,性能直逼目前最先进的T800H,S碳纤维。  据业内杂志ReinforcedPlastics测算,2015年全球碳纤维复合材料的市场达290亿美元。烯湾科技首席科学家邓飞认为,凡是碳纤维能够应用的场景,碳纳米管纤维都能够以更好的性能、更低的成本进行替代。  目前,烯湾科技已经获得松禾资本超千万元的风险投资,于今年6月8日在深圳市注册成立&深圳烯湾科技有限公司&(CONE Technology),并在深圳、美国特拉华、日本及中国香港同步运营。
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联系电话:400-820-0277 地址:中国上海 浦东杨高南路1100号 E-MAIL:碳纤维表面生长碳纳米管/碳纳米纤维及其增强复合材料的研究--《山东大学》2016年博士论文
碳纤维表面生长碳纳米管/碳纳米纤维及其增强复合材料的研究
【摘要】:制备复合材料前,对碳纤维进行表面改性可以有效改善碳纤维光滑与惰性的表面,增强其与树脂间的界面结合强度,从而提高碳纤维复合材料的力学性能。本课题以化学气相沉积法(CVD)原位生长碳纳米管/碳纳米纤维(CNTs/CNFs)改性碳纤维表面为研究对象,重点研究了以下三个方面的内容:(1)碳纤维预处理工艺对所制备碳纤维表面原位生长CNTs/CNFs多尺度增强体形貌及拉伸强度的影响;(2)CVD工艺对所制备碳纤维表面原位生长CNTs/CNFs多尺度增强体形貌及拉伸强度的影响;(3)碳纤维表面所沉积碳纳米产物的形貌、微观结构与加载量对复合材料界面性能的影响。利用电化学阳极氧化法改性碳纤维表面,开发了在连续碳纤维表面简单、高效、均匀地加载催化剂涂层的工艺。通过系统研究电化学改性强度对碳纤维表面物理与化学特性、催化剂颗粒与CNTs/CNFs形貌、多尺度增强体拉伸强度及其增强复合材料层间剪切强度的影响,优化了碳纤维表面电化学改性工艺。研究发现:催化剂颗粒的形貌与分布不仅影响着碳纤维表面沉积的CNTs/CNFs的形貌,而且影响着最终碳纤维表面生长CNTs/CNFs多尺度增强体及其复合材料的力学性能。催化剂的不均匀分布容易导致较大催化剂颗粒的形成与催化剂在碳纤维表面的聚集,不仅会引起CNTs/CNFs的不均匀分布,还会严重刻蚀碳纤维表面,影响多尺度增强体的性能。实验证明最佳的电化学改性强度为100C/g,当电化学改性强度较低时,纤维表面改性程度不足,催化剂在碳纤维表面的分布均匀性较差,导致最终催化生长CNTs/CNFs的均匀性较差,此外,纤维表面还会由于催化剂的聚集形成催化剂—碳杂质颗粒。电化学改性强度较高时,电化学处理过程对纤维表面损伤较大,导致所制备多尺度增强体的强度较低;同时,过度氧化的石墨层在剪切力的作用下容易从纤维表面脱落,致使多尺度复合材料的层间剪切强度降低。通过系统研究催化剂的种类与浓度、CVD温度与压力对碳纤维表面催化剂的形貌、催化效率以及CNTs/CNFs的形貌与加载量的影响,建立了碳纤维表面CNTs/CNFs生长的数学模型,揭示了碳纤维表面催化剂效率与CNTs/CNFs加载量随催化剂前驱体种类、浓度与CVD时间变化的机理。研究表明:CVD压力对CNTs/CNFs的形貌与生长速度有显著的影响,CVD压力较低时,炉内气体浓度较低,纤维表面CNTs/CNFs的生长速度较慢,产量较低;CVD压力较高时,炉内气体浓度过高,碳源裂解速度过快,容易导致碳纤维表而产生无定形碳等杂质颗粒。随着催化剂浓度的增加,纤维表面催化剂颗粒平均粒径增大,分布变宽、均匀性变差,最终导致其催化生长CNTs/CNFs的直径增大,分布均匀性变差。CVD温度T600℃时,催化效率R与催化剂浓度的(k+1)/3次方成反比,而CNTs/CNFs产量Y与浓度的(2-k)/3成正比,这里0k1。当CVD温度论T≥600℃时,低浓度下,R随着浓度的增加而增大,当浓度增大到一个临界值c0后,R与Y的变化规律与T600℃时相似,并且,临界浓度c0随温度的升高而逐渐增大。CVD温度对碳纤维表而CNTs/CNFs的产量、形貌与微观结构有显著的影响。对于Fe催化剂,CNTs的产量随温度的升高先增大后减小,最佳CVD温度为600℃,而Ni催化剂催化生长CNTs/CNFs的产量则在500℃与650℃出现两个峰。通过对沉积产物的微观结构研究发现,当CVD温度从500℃升至600℃时,Fe催化生长的碳纳米产物的微观结构变化较小,均为CNFs,而Ni催化生长碳纳米产物的微观结构则逐渐从石墨化程度较低、缺陷较多的CNFs向石墨化程度较高、缺陷较少的CNTs转变。系统研究了温度、升温工艺、催化剂种类与分布对生长CNTs/CNFs后碳纤维拉伸强度的影响,明确了制备高强度多尺度增强体所需的关键工艺因素。利用高分辨透射电子显微镜(HRTEM)研究了CNTs/CNFs生长过程中碳纤维表而被修复与增强的机制。研究发现制备高强度碳纤维表面生长CNTs/CNFs多尺度增强体的关键为:(i)在碳纤维表面实现均匀、细小催化剂颗粒的加载。催化剂的不均匀分布会严重损伤碳纤维表面石墨微晶,在碳纤维表面留下较大的缺陷,导致所制备的多尺度增强体的强度较低。(ii)减小催化剂在碳纤维表面的扩散与碳纤维在高温下的质量损失。(iii)提高催化剂的催化活性。高的催化活性有助于催化剂产生多余的热解碳原子来修复纤维表面,增大纤维表面微晶以及辅助CNTs/CNFs与周围微晶形成交联。CVD温度为500℃时制备的多尺度增强体的拉伸强度最高。CVD温度较低时催化剂活性较低,CVD过程中热解碳原子对纤维表面的修复与增强作用较差,导致多尺度增强体的拉仲强度较低。CVD温度较高时,催化剂还原与之后升温过程中,催化剂对纤维表面的刻蚀加重,且高温引发的碳纤维质量降低,致使碳纤维强度显著降低,对应的多尺度增强体拉伸强度降低。提高CVD升温速度,不仅可以减小催化剂颗粒对碳纤维表面的刻蚀,而且可以减小催化剂由于扩散而造成的失活,致使最终多尺度增强体的拉伸强度显著增大。在Fe、Co与Ni催化剂中,Ni的催化活性最高,所制备多尺度增强体的拉伸强度最大,与未处理的碳纤相比,其拉伸强度提高了10.0%。在Fe与Ni催化剂中加入微量Cu制备Fischer-Tropsch催化剂后,可显著增加催化剂的催化活性,致使纤维表面所沉积CNTs/CNFs的长度显著增加,碳纤维表面缺陷减少,威布尔模量显著增加,所制备多尺度增强体的强度也随之增大。通过HRTEM观察,并没有在CNTs根部与碳纤维的连接界面上发现富勒烯半球帽封端,考虑到多尺度增强体较高的拉伸强度,可以得知CNTs/CNFs与纤维表面石墨微晶间存在较强的相互作用,CNTs/CNFs的根部连接在与之接触的石墨微晶晶界或缺陷处的碳原子上,从而使纤维表面石墨微晶交联至一块,导致表面生长CNTs/CNFs后碳纤维拉伸强度提高。通过改变催化剂浓度、CVD温度与时间,研究了碳纤维表面所沉积碳纳米产物的密度、直径、长度与微观结构对复合材料层间性能的影响。研究表明:碳纤维表面所沉积碳纳米产物的微观结构对纤维与树脂间界面性能有显著的影响。与CNFs相比,CNTs由于具有毛细管效应与优异的力学性能,对碳纤维与树脂界面剪切强度的增益效果更好。催化剂前驱体的浓度会影响碳纤维表面CNTs/CNFs的密度与直径,从而对碳纤维与树脂界面性能有显著的影响。密度太小,界面改性效果较差;密度太大,导致碳纤维与树脂的润湿性变差。最佳的催化剂浓度区间为0.03-0.05mol/L。CVD时间对碳纤维表面沉积的CNTs/CNFs的长度有显著的影响。长度较短对纤维与树脂间界面改性效果有限,而长度较长时,树脂较难润湿碳纤维表面。Co作为催化剂,CVD温度为500℃与600℃时,最佳的CVD时间分别为15min与10min。
【学位授予单位】:山东大学【学位级别】:博士【学位授予年份】:2016【分类号】:TQ342.742
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碳纳米管增强塑料仍面临技术挑战
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电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状
赵灵智等电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状赵灵智1,胡社军2,何琴玉2,李伟善2,陈俊芳2,汝强2(1.广东工业大学,广州510640;2.华南师范大学,广州510631) 摘要:阐述了电磁屏蔽材料的重要性,介绍了不同情况下电磁屏蔽材料的屏蔽机理,常见的电磁 屏蔽材料种类及其特点,综述了高分子导电涂料、表面敷层型屏蔽材料、纤维类复合材料、发泡金属类 屏蔽材料近几年来的国内外研究现状及应用,因其具有良好的屏蔽效果而有望成为极具发展前景的 一类包装材料。 关键词:电磁屏蔽;原理;现状;综述 中图分类号:TB34;TB333文献标识码:A文章编号:1001―3563(2006)02―0001―04 Shielding principle and research progress ofelectromagneticzHAo Ling-zhi7.HU She:iunl,HEshieldingmaterials Jan知n92。RU Qian92Qin-yu2.uWei-shanl,CHENG(1.Guangdong2.SouthUniversity of Technology,Guangzhou 510640,China;China Normal University,Guangzhou 510631,China)wasAbstract:The significance of electromagnetic shielding materialple in differentwereexplained.The shielding prinei-conditions,thespecies and the characteristics of general electromagneticshielding materialsintroduced.The progress and application of conductive polymers,surface―spreading materials,com―wereposite fibers and foamed metals fectivencssreviewed.Itwasputforward that these materials with good shielding el'- fields.should haveabright future in packaging engineeringKey words:electromagnetic shielding;shielding principle;progress;review随着现代高新技术的发展,电磁波引起的电磁干扰(EMI) 与电磁兼容(EMC)问题日益严重,在继噪音污染、空气污染、 水污染之后,电磁波污染成为威胁人类健康的第四大公害。探 索高效的电磁屏蔽材料,防止电磁波辐射污染以保护环境和人 体健康,防止电磁波泄漏以保障信息安全,已经成为当前国际 上迫切需要解决的问题。世界各国先后通过立法和制定标准 来规范各类电子产品电磁辐射剂量,我国也颁布了一些行业性 的电磁辐射防护规定。我国加入WTO后,凡是不符合EMC/ EMI管制及认证制度的产品,难以在发达国家上市流通。由于 电磁屏蔽材料在社会生活、经济建设和国防建设中的重要作 用,因而其研发愈发成为人们关注的重要课题¨…。文中论述 了屏蔽材料的屏蔽原理和研究现状,并对开发高性能屏蔽材料 提出了研发思路。l电磁屏蔽原理电磁屏蔽,即利用屏蔽体的反射、衰减等使得电磁辐射场 源所产生的电磁能流不进入被屏蔽区域。通常,屏蔽材料对空 间某点的屏蔽效果用屏蔽效能SE(Shielding Effectiveness,dB) 表示:.sE=2019(Eo/E),其中玩是无屏蔽材料时该点场强,E 是有屏蔽体后该点场强。.sE小于30dB为差;30―60dB为中 等,可用于一般工业或商业用电子设备;60~90dB为良好,可 用于航空航天及军用仪器设备的屏蔽;90dB以上为优,用于要 求苛刻的高精度、高敏感度产品。根据实用需要,对于大多数 电子产品的屏蔽材料,在30~1000MHz频率范围内,其SE至 少达到35dB以上,方认为是有效屏蔽。 S.A.Schelkunoff电磁屏蔽理论认为,电磁波传播到屏蔽材 料表面时,通常有3种不同机理进行衰减:(1)未被反射而进 入屏蔽体的吸收损耗;(2)在入射表面的反射损耗;(3)在屏蔽 体内部的多重反射损耗。用公式可表示为口…:SE=A+R+收稿日期:2005.10-17 基金项目:广东省自然科学基金项目(05200534) 作者简介:赵灵智(1977一),男,江西赣州人,广东工业大学博士生,主攻电子信息材料、高性能电磁屏蔽和吸波薄膜材料的 设计与研究。 1万方数据 包装工程PACKAGINGENGINEERING V01.27 No.2 2006.04B(见图1)。吸收损耗A=1.314t(f/x,盯,)”2(dB);R为电磁波 的单次反射衰减,R=168―10 lg(血,/or,)(dB)(远场平面 波);B为电磁波在屏蔽材料内部的多重反射损耗,B=20 lg(12电磁屏蔽材料的国内外研究现状目前,国外发达国家电磁屏蔽材料发展很快,特别是美国、英国、日本等已经形成生产各种类别和系列规格的屏蔽材料产 业,至上世纪80年代未,美国生产屏蔽材料的公司就已超过 25家,年销售额以每年50%的增长率增长。国内在电磁屏蔽 材料领域相对滞后,开发应用的品种较少,屏蔽性能低,未能形 成产品的系列化和产业化。研究较多限于频率l GHz以上的 屏蔽材料,而10kHz~1 GHz范围内屏蔽材料的研究起步较晚, 仅有少数研究单位进行研究,至今国内使用的高档屏蔽材料主 要依靠国外进口。一e。2“)(dB)。其中,p,为材料相对铜的磁导率;盯,为材料相 对铜的电导率;f为电磁波的频率;£为材料厚度;6为趋肤深度6=(1TM厂)。1“。人屏蔽层 磁波按电磁屏蔽机制,电磁屏蔽材料分为3种:反射损耗为主, 吸收损耗为主,反射损耗和吸收损耗相结合;按屏蔽材料的组成可分为铁磁类、良导体类和复合类;按屏蔽材料制备与存在 形态可分为涂敷型和结构复合型。目前主要有以下4种形式次反射 图1Fig.1屏蔽材料:(1)高分子导电涂料;(2)表面敷层型屏蔽材料; (3)纤维类复合材料;(4)发泡金属类。电磁场屏蔽机理2.1高分子导电涂料Shie|ding mechanism of electromagnetic field(1)吸收损耗:吸收损耗是导体材料中的电偶极子或磁偶极子与电磁场作用的结果。由于吸收损耗4发生在屏蔽体内,电磁屏蔽导电涂料按导电机理和组成可以分为本征型和掺合型,属于反射损耗为主或反射与吸收损耗相结合的材料。目前研究较多的是掺合型导电涂料,主要由高分子聚合物、稀释剂、添加剂以及导电性填料组成,即把导电微粒如金属粉末它与波的类型(电场波或磁场波)无关,只与屏蔽层的厚度、频率、导电率及导磁率有关。从式中可以看出fo牡,?矿,值越大, A值越大。因此具有较大磁导率的镍铁钼超导磁合金和镍铁高 导磁合金具有良好的吸收电磁波的性能。多层材料叠加可以金、银、铜、镍等和非金属粉末碳、石墨、云母片等掺入到高分子 聚合物,如丙烯酸树脂、环氧树脂、聚氨酯和乙烯基树脂等,并使其具有导电性。掺合型导电机理比较复杂,导电效果和填料 种类以及填料在聚合物中的分散程度有关。减小磁畴壁增加磁导率,因此材料越厚A值也就越大。(2)反射损耗:反射损耗是由于空间阻抗和屏蔽层的固有 阻抗之间不匹配而引起的,是导体材料中的带电粒子(自由电 子或空穴)与电磁场的相互作用的结果。其大小与肛,/o",大小 有关,具有越高电导率或越低磁导率的材料,反射损耗越大,所高分子导电涂料包括银系、碳系、铜系、镍系等。其中银系 导电涂料的导电性好而具有优良的屏蔽性能,是开发和应用较 早的品种之一,但由于价格昂贵成本过高,主要应用在某些特殊的领域。Cheng―Hsiung Peng等¨。在Ag纳米微粒上沉积尖以金、银、铜等金属都是电磁波的良反射体。反射损耗不仅与材 料的表面阻抗有关,也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离(D)有关。对于近场源磁场波:R=20 lg{[1.173(p,/tr,D”2晶石铁酸盐N‰zn。,Fe:O。,形成了以Ag作为核心以NiZn铁酸盐作为包覆层结构的纳米粒子粉体,把这种纳米粒子粉体填充到树脂聚亚安酯中形成了高频电磁波的吸收体,当频率为9GHz时,反射损耗超过了一25dB。Magali-80研制的填充了羟/D]+0.0535D(f口,/g,)”2+0.354};对于近场源电场波:R=362―2019[D∞,/o",)”2]。(3)多重反射损耗:由于透射波通过内部衰减后,又碰到 屏蔽层的另一侧,在这个侧面上又进行反射和透射,反射波再 次通过内部,如此进行多次的反复反射,使能量迅速衰减。对于基铁和铁酸盐粉末的涂料,当频率在8―16GHz,其反射损耗达 一40dB。碳系涂料密度小、成本低,但导电性相对较差,屏蔽效果不太理想,一般用作防静电涂层。铜系涂料的电阻率低导 电性好,但由于铜的密度较大易下沉,在聚合物基体中分散不 好,同时存在抗氧化性能差和填料用量大等问题,其应用在很 长一段时期内受到限制。对于镍系导电涂料,目前研究表明:高频,当t/6或』4很大时,多重反射消耗趋于0可忽略不计;而 对于低频由于t/6或A很小,瘦考虑多重反射。通常对于A> 10dB时,多重反射损耗可以忽略。由于电子设备的高精密发 展,要求反射回来的电磁波应尽可能少,以免影响设备的正常 工作,因此研究高吸收低反射的电磁屏蔽材料是当前研究的重 点;可是很难找到一种单一的材料,同时满足肛,?盯,乘积大而 肛,/tr,比值小,因此高吸收低反射的电磁屏蔽材料的研究成了电磁屏蔽材料界的难点。由于镍系涂料的价格适中,氧化问题比铜轻,因而成为当前欧 美等国电磁屏蔽用涂料的主流,但镍的电导率较低,其电磁参数(电导率、磁导率、介电常数等)随频率而变化,在低频区和高频区的电磁屏蔽性能不理想,因而在工程应用方面及屏蔽效能、物理性能、环境性能上还有不少问题亟待解决。吴行等190 采用微米镍粉、氧化锌晶须、SiC、锆钛酸铅、Ni―zn软磁铁氧体作为填料,制备出宽频的高吸收低反射涂料,在10kHz~2万方数据 赵灵智等电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状1GHz频段SE达40dB。因电磁屏蔽涂料绝大多数均是溶剂型其中在2GHz屏蔽效能可达53dB。2000年中科院李秀荣等u4J的,它们将对环境会产生有害的影响,因此电磁屏蔽涂料的水 性化是导电涂料发展的一种必然趋势。 国际市场上有较多知名品牌如Acheson公司的铜包银Electrodag采用阴极磁控溅射法在普通厚玻璃上制备用于高频电磁屏蔽的ITO透明导电膜,研究了膜层的结晶程度和晶粒大小对膜层 性能的影响,结果表明方块电阻在5―4011/口范围内,在8~SP029和纯银SP03 1 A等系列导电涂料,在喷涂膜厚18GHz高频范围内电磁波的反射率达88.5%。2.3 2.3.1很薄(达0.4mils/10p.m)的情况下仍具有极好的导电性。华因科技有限公司对整体复合电磁屏蔽涂料的应用基础和层状复纤维类复合材料 复合导电纤维合电磁屏蔽涂料的制备工艺与屏蔽机理进行了一些研究,已成功研制出PBl51型和PBl52型复合电磁屏蔽涂料。经原电子 工业部第四研究所(国家级电磁兼容检测中心)测试,在10kHz复合导电纤维是利用化学镀、真空镀、聚合或电浆等方式, 使金属附着在纤维表面上形成金属化纤维,或在纤维内部掺入 金属微粒物质,再经过熔融抽成导电性或导磁性纤维。常用的~1GHz频段,PBl51型SE>40dB;PBl52型SE>60dB,涂料技术指标达到国外Tempest技术及我国“军用电磁屏蔽涂料通纤维有银纤维、铜纤维、碳纤维、铁纤维、不锈钢纤维及镀金属 玻璃纤维等。文献[15]详细阐述了碳纤维的性能特点以及在增强塑料中作为填充材料型、结构材料型、复合材料型3种应用规范”对电子设备的屏蔽要求,具有良好的抗电磁波辐射及屏蔽传导干扰的功能。用形式的主要研究内容,比如在碳纤维表面包覆金属Au、舷、cu、Ni、zn,或镀覆SiC,沉积石墨颗粒等。台湾CHI―YUAN HUANG等人u“”1制备了化学镀镍的碳纤维/ABS复合材料导电聚苯胺复合材料是一种新型的屏蔽材料,与金属类屏蔽材料相比,具有易加工、质量轻、韧性好、电导率易于调节等 优势,厂泛涂覆于各种仪表或显示窗口,通过反射、吸收损耗达和碳纤维/ABS化合物,研究了微观结构对其物理性能的影 响,在30~1000MHz时SE最高达47dB;研究了热处理对化学镀沉积Ni―P碳纤维/ABS化合物的电磁屏蔽性能影响规到EMI屏蔽目的。文献[1031哿乳液聚合法制备的直径约为5 ~20nm的盐酸掺杂聚苯胺(PAN?HCl)和直径为40―50nm 的DBSA掺杂的聚苯胺(PAN?DBSA)与PVA水溶液共混,混 合液浇铸成膜,制得了逾渗阈值仅为0.1%的浅绿色、高透明、柔韧性好的导电纳米复合膜。PAN含量为2.O%时,PAN? HCl/PVA及PAN?DBSA/PVA复合膜的电导率分别达到 4.4×10’5(S?cm“)和I.2×10。8(s?cm。1)。2.2律,在600cc时电阻率达到最小。文献E20]研究了用粘接与化 学镀制备铜、镍覆盖碳纤维复合ABS的屏蔽效果,表明化学镀 铜、镍的碳纤维/ABS复合材料中,由于纤维的分散性以及镀层和纤维的良好结合性而显示出优异的屏蔽效果。日本推出 的铁纤维与尼龙6、聚丙烯、聚碳酸酯等树脂混合而制成的屏 蔽塑料,其中FE一125、FE一125MC、FE一125HP三个品种的铁 纤维填充率为20%~27%(体积),其SE可达60~80dBL2“。表面敷层型屏蔽材料通过贴金属箔、化学镀、真空镀、喷涂等方法,对绝缘体表面进行导电化处理而达到屏蔽效果,属于反射损耗为主的屏蔽韩国H.K.Kim等人陋驺1通过化学和电化学的方法,在PET上 聚合一层本征型导电聚合体(ICP),表明:ICP/PET复合材料 有很高的电导率,电阻率低达0.31)?em,宽频(50MHz~1.5GHz)SE达35dB。他们还用化学方法在PET织物上聚合了 PPy,形成电阻率低达0.2Q?cm的PET/PPy化合物,在相同 频率范围SE达36dB,而且作者认为PET/PPy不仅是高性能 电磁屏蔽材料,而且还是很好的吸波材料。美国Chhiu―Tsu材料。贴金属箔即把镍箔、铜箔、铝箔、铁箔、不锈钢箔等与塑料薄片、薄板等用粘合剂连在一起,然后再压制成型,工艺较简单,屏蔽效果可达60―70dB。西班牙J.A.Pomposo等u叫开发出一种以PPy混合物为基体的导电热溶性粘合剂(ICHMAs), 显示很好的EMI屏蔽效能,同时又保存着传统粘合剂的优良 性能。化学镀和电镀法,主要是将金属Ni或cu等镀覆到材料 的表面,屏蔽效果可达60―120dB,缺点是污染严重,不符合绿 色环保。喷涂法是用电弧、火焰喷涂等方式在材料表面制备 锌、铝、铜等金属层,厚度约为701xm,sE可达70dB,缺点是金 属层和基体之间结合不牢易脱落。 真空镀是采用PVD技术使金属气化,然后在基材表面形 成金属镀层,国内外在这方面的公开交流的资料不多。目前真 空镀Al在30~1000MHz时,SE可达50~70dB。国内吉林大 学张丽芳等u副研究了磁控溅射法在塑料基片HIPS沉积Cu/Lin等¨40用DAAS水溶液沉积技术在石英管和更难熔的陶瓷纤维上沉积一层La0。。Sr0。,MnO,薄膜(约0.1斗m),探讨了外 界环境对薄膜的肛和or的影响规律,以及晶体结构、薄膜形态、电阻系数、磁化、辐射吸收和反射等对薄膜性能的影响规律,其 标准的电场衰减效能相当于25Ixm厚的铜管、铝箔和Ag―Ni微粒弥散分布的屏蔽纸,在lOkHz时SE达35dB,在60Hz(或 >1MHz)时达15dB。2.3.2金属化织物Ni薄膜的工艺,在lo~106kHz范围内,铜层为1.0~4.o‘Lm 时,SE为80~1 10dB,试验发现薄膜的屏蔽主要取决于反射衰减,吸收衰减很小,并认为多的反射面数可以获得高屏蔽效果。 美国E.Savmn等人¨列用溅射的方法在ZnS上沉积一层WSi, /0.7txm的薄膜,在400MHz~18GHz的屏蔽性能效果良好,金属化织物是利用金属纤维与纺织纤维相互包覆,或在一 般纺织品表面上镀覆金属物质以制造金属化织物,具有金属光泽、导电、电磁屏蔽等功能,同时又保持纺织品原有的柔软性、耐弯曲、耐折叠等特性,属于反射损耗或反射与吸收损耗相结 合的材料。主要有碳纤维与普通纤维混纺织物、金属纤维无纺 3万方数据 包装工程PACKAGINGENGINEERING V01.27 No.2 2006.04布、普通化纤络合铜纤维织物、普通布化学镀/电镀金属化合 物织物等。常用方法有金属丝和其它纤维混编、蒸发喷涂、溅 射、化学镀、等离子处理等。 目前,国内外防电磁辐射织物主要有3种途径生产∞“: (1)不锈钢纤维。采用不锈钢纤维与其他化学纤维、棉纤维等 混纺形成电磁屏蔽织物。但存在金属纤维不易牵伸、细纱粗细 节多、混和不匀、断头率高等问题;(2)多离子涂层。采用多种 金属离子涂敷粘附在普通织物上,形成具有一定电磁屏蔽功能 的织物,屏蔽效能一般在20dB左右。(3)金属镀层。采用化 学沉积方法在普通织物表面牢固地“镀”上一层高导电金属 层;或是采用真空镀Al、金属溅射等物理汽相沉积形成电磁屏 蔽织物。本课题组在无纺布上用磁控溅射镀和多弧离子镀技 术制备的单层Ni膜,经中国上海测试中心(MA)检测,当频率 为10MHz时,屏蔽效能为34.7dB,被屏蔽99.97%;在30、100、 300、1000、3000(MHz)时屏蔽效能均在33.5dB以上,被屏蔽 电磁波均达99.96%以上。日本一研究所采用沉积聚合的新 工艺,得到了表面沉积有一层石墨碳粒的碳纤维,其导电率提 高了100倍,研究人员认为此种纤维在电磁屏蔽和吸波材料应 用方面有很大潜力u…。据国外纺织研发部门测试:由1%不 锈钢纤维制成的机织布,在1800 MHz环境下的电磁屏蔽率为 88.86%,在2450 MHz则有92.33%的屏蔽率;含3%不锈钢金 属纤维的机织布,在1800 MHz下有98.43%的屏蔽率,在2450 MHz下有98.49%的屏蔽率;至于混纺5%的不锈钢纤维,其产 品均有99%以上的屏蔽率陋]。c.Y.Lee等人‘列用化学方法 聚合的PPy―NSA/AgPd/PE/Ag、PPy―AQSA/PET和Ag/PE/ Ag,屏蔽效能分别达80、22、55(dB)。湖南三才光电信息材料 公司生产SGP柔性镀膜屏蔽材料,在lOkHz―IOGHz范围内 SE为20一60dB。浙江三元电子科技有限公司用化学法沉积 Ni、cu的导电布,其SE,>40dB。2.4芯,分别用于提供较低的接触电阻和最大抗腐蚀性、提供最大 导电性和提供最大强度的导磁性,在lOOkHz时.sE达45dB。3结语传统的电磁屏蔽材料着重强调强衰减,而新型的材料则大多采用复合技术,突出低成本、无污染、质量轻、频带宽和性能 好的特点,能适应不同场合和环境的应用需求,因此研制和开 发新一代的电磁屏蔽材料,探索宽频范围内电磁参数频散效应 不敏感的新型损耗型介质,必将成为今后的重点。研究既能屏 蔽又能承载的结构型电磁屏蔽材料,以及能自动对外界作出最 佳响应功能的智能型屏蔽材料,也是当代电磁屏蔽材料的主要 发展方向之一。电磁屏蔽材料因涉及民用产品关键性能、国家 信息安全和军事核心机密,国际上公开交流的、有价值的信息 不多。欧美等国对电磁屏蔽理论研究与商业应用开展较早,我 国与之差距较大,我们必须加强电磁屏蔽材料的研发,增加品 种,提高电磁屏蔽性能,从而实质性提升竞争力。 参考文献:[1] 管登高,黄婉霞,蒋渝,等.镍基电磁波屏蔽复合涂料制备及在 EMC中的工程应用[J].电子元件与材料,2004,23(2):41―43. [2] Emcchina.电磁波屏蔽与吸收涂料研制、生产的目的和意义.中 国电磁兼容网网页资料,2001―7―5. [3] 汝强,胡社军,等.电磁屏蔽理论及屏蔽材料的制备[J].包装工 程,2004,25(5):21―23. [4] 高建平,张芝贤.电波传播(电磁理论基础?微波技术?天线基 础)[M].西安:西北工业大学出版社,2002. [5] [6] 赖祖武.电磁屏蔽的理论基础[M].北京:原子能出版社,1993. 吴行.IOkHz~1GHz频段镍基电磁屏蔽涂料制备基础问题研究 [R].四川大学博士后研究工作报告,2000. [7]PENG Cheng―hsiung,WANGing Hong―well,eta1.Microwave absorb-asmaterials usingofAg――NiZn ferrite core――shell nanopowders Magnetismfill?-发泡金属类 发泡金属是由金属骨架和连通的空洞组成的多孔材料,或eFs[J].Joumal113一119.andMagneticMaterials,2004,284:是在有机发泡物或海绵体的表面、内孔进行金属导电化处理,主要材料是发泡金属镍和发泡金属铜镍等,其结构上的特点是 使电磁波在空洞中发生多次反射与吸收损耗,在厚度很薄的情 况下仍可达到很高的屏蔽效能。文献[29-]对发泡金属镍的电 磁屏蔽性能进行了研究,试验表明,发泡金属的孔径越小屏蔽 性能越好。在14kHz―IOMHz范围内,SE≥77dB;在10~ 500MHz内,SE达90dB。凤仪等啪。采用粉末冶金发泡法制备 闭孔泡沫铝,通过调整发泡剂含量、发泡温度、粘度、保温时间[8]Magali bySilveiraPinho,et a1.Performance of radarabsorbing materialswaveguidemeasurements forX―and Ku―bandfrequencies[J].EuropeanPolymer Journal,2002,38:2321―2327.[9]吴行,涂铭旌,等.镍基电磁屏蔽涂料的研究[J].功能材料, 2001,32(3):240―242,[10]LiXG,HuangMR,Zeng JF,eta1.Thepreparation ofpolyanilinewaterborne latex nanoparticles and their filmsand 120.with anti―corrosivitysemi―conductivity[J].Colloids.Surf.A,2004,248:111―等手段,制得孔隙率可调,孔洞分布均匀的闭孔泡沫铝样品, 并测试了不同孔隙率和孔径的泡沫铝样品的电磁屏蔽性能。 结果表明:在100~1000MHz内,SE在60~90dB之间,且随着 孔隙率、孔径的增加,泡沫铝的电磁屏蔽性能呈下降趋势。北 京康可禄德精密组件有限公司生产金属丝网衬垫及缠带,其中 所用的镀锡铜包铁丝的横截面是3个同心圆,由三层材料构 成,从外到内依次是3%的镀锡层、40%的包铜层和57%的铁 4[1 1]Pomposo JsivesA,eta1.Polypyrrole―based conducting hot melt adhe―for EMIshieldingapplications[J].SyntheticMetals,1999(104):107一111. [12]张丽芳,李文明,等,磁控溅射Cu/Ni薄膜的电磁屏蔽作用[J].塑料工业,1995(3):95―97.(下转第15页)万方数据 王鹏飞等磁性油墨的研究进展 量的产品来。 参考文献:[1] 3 张逸新.防伪印刷原理与工艺[M].北京:化学工业出版社,2004:26.结语[2]Sami Selim M,Cunningham,Lyle P,SrivastavarationRajiv,et a1.Prepa―of分析了磁性油墨的组成及其各组分的作用,探讨了磁性油nano―size magneticgammaferricoxide(1一Fe2 03)andmagnetite(Fe3 04)particles for toner and color imaging app!ications [c].Proceedingsof墨的研究方向,建议应进一步开展以下几个方面的工作:(1)采用纳米级的磁性颜料。要注意纳米粒子的团聚问 题。 (2)根据矫顽力和剩磁感应密度数据,采用复合磁性颜 料。 (3)探讨连接料与磁性油墨性能的关系。应该选用合成 树脂,但要注意它与磁性颜料的亲和性、成膜性和干燥性。 (4)重点研究添加料与磁性油墨性能的关系。其中,偶联 剂虽然用量不多,但对磁性油墨性能有着非常大的影响。[6] [4] [5] [3]the IS&Tg International CongressonAdvancesin Non―Impact PrintingTechnologies.(余不详)钱军浩.新型油墨印刷技术[M].北京:中国轻工业出版社,2002:59.白木,等.磁性油墨印刷[J].新技术苑,2003:31. 张晓,范志康.偶联剂及其处理工艺对粘结磁体性能的影响 [J].电工材料,2004(2):25―28. 王亮.油墨温度对溶剂挥发及印刷质量的影响[J].中国印刷, 2002(1):130―133.(上接第4页)[13]Savrun E,et a1.Electrically conductive EMI/RFI shielding of optically MaterialstungstenenceandEn西neering,2001(A302):258―267.silicidecoatingsfor[21] [22]Yamaaki.机能材料(日),1998,32(10):241.(余不详)Kim H K,Kim polymer/PETMtransparentwindows[J].Journal ofS,et a1.EMI shielding intrinsically conductingScience,1998(3):2893―2897.textilecomposites[J].Synthetic Metals,2003(135―[14]李秀荣,刘静,等.高频电磁屏蔽用ITO膜结构与性能分析[J]. 武汉工业大学学报,2000,22(6):2l一24. [23]136):105―106.Kim M S.Kim H K.et a1.PET fabrie/polypyrrole high electrical conductivity forEMI compositewith[15]靳武刚.碳纤维在电磁屏蔽材料中的应用[J].现代塑料加工应 用,2004,16(1):24―27.shielding[J].Synthetic Metals,2002(126):233―239. [24]Lin[16]HUANG Chi―yuan,PAI Jui―fen.Optimum conditions of electro-less nickel plating ofENCF/ABS 267.onChhiu―Tsu,BarrySwanson,et a1.Nanograin magnetoresistive against directed energy pulsescarbon fibres for EMI shielding effectivenessmanganite coatingsfor EMI shieldingcomposites[J].Eur.Polym.J,1998,34(2):261― [25][J].ProgressinOrganic Coatings,2003,47:190一197.汪秀琛.织物防电磁辐射性能的影响因素分析[J].棉纺织技 术,2004,32(9):538―541.[17]HUANG Chi―yuan,WU Chang―cheng.The EMI shielding effec―tivenessof PC/ABS/nickel――coated――carbon――fibre composites[26]曾祥云,李家俊,师春生.碳纤维在电磁功能复合材料中的应用 [J].材料导报,1998,12(1):64―67.[J].European Polymer Journal,2000,36:2729―2737. [18]HUANG Chi―yuan,et a1.The effectof reprocessingonthe EMI[27]文珊,刘若华.防电磁波辐射的功能性服装[J].湖南环境生物 职业技术学院学报,2004,10(1):27―29.shielding effectiveness of conductive fibre reinforced ABScompos―ites[J].European Polymer Journal,1998,34(1):37―43. [19]HUANG Chi―yuan,MoWen―wei,RoanMing―lih.Theinfluenceof[28]Lee C Y,et a1.ConductivityandEMIshielding eficiency of polypyr-role and metal compounds coated theticon(non)woven fabrics[J].Syn.heattreatmentonelectroless―nickel coatedfibre(ENCF)on theABSMetals,2001(119):429―430.mechanical polymericpropertiesand EMI shielding of ENCF reinforced[29]黄福祥,等.发泡金属的电磁屏蔽性能研究[J].功能材料, 1996,27(2):147―149.composites[J].Surface and Coatings Technology,2004 [30](184):123―132. [20]Shinn―Shyong,Tzeng,CHANG Fa―yen.EMI shielding of metal― coated carbon fiber―reinforced ABS凤仪,郑海务,等.闭孔泡沫铝的电磁屏蔽性能[J].中国有色金 属学报,2004,14(1):33―36.composites[J].Materials Sci一万方数据
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