隨著現代電子工業的(de)高速發展,在軍用、商用、醫用以及家用等方(fāng)麵的(de)電(diàn)子產品數(shù)量激增;而電子線路和元件微型化、集成化、輕量化與數字化均導致這些電子產品受外界電磁波(bō)幹擾出現圖像障礙、聲音障礙等誤(wù)動情況;並且這些電子產品本身也對外發射電磁波(bō),造成電磁波(bō)公害。目前大(dà)多數(shù)電(diàn)子(zǐ)產品外(wài)部殼體材料(liào)都選用的工程塑(sù)料,並不具備(bèi)電磁屏蔽能力(lì)。
(圖示:碳纖維箱體)
為(wéi)了解決這一(yī)問題,找到能具有導電性的電磁屏蔽複合材(cái)料就顯得格外(wài)迫切了。近年來,由於碳纖維成本下降(jiàng)和製造技術的提高,碳纖維複合材料受到從事電磁屏蔽(bì)材(cái)料研究人員的關(guān)注。由於(yú)碳纖維複合材料可(kě)將成型加(jiā)工和(hé)屏蔽一次性完成,並且具有優良的力學性能,可以(yǐ)進行批量生產,因此對碳纖維電(diàn)磁屏蔽材料的(de)研究是(shì)一個重要的發展方向。
據挪(nuó)恩複材的技術人員(yuán)介紹,電磁屏蔽的原理是利用屏蔽體的反射、衰減等使場源產生的電磁波能量不能進入到被屏蔽區域(yù)。電磁屏蔽主要依靠屏蔽體(如:碳纖維(wéi)電磁屏蔽材料)的反射(shè)和(hé)吸收作用,反射是由於(yú)介質(空氣)與(yǔ)屏蔽體的波阻抗不一致引起的。
二者(zhě)相差越大,反射損(sǔn)壞就越大。吸收則是由電損耗、磁損(sǔn)耗以(yǐ)及(jí)介電損耗等組成。這(zhè)些(xiē)損耗轉化為熱消(xiāo)耗在屏蔽體內,從而達到阻止電磁輻射和防止電磁幹擾的目的。
表 麵(miàn)鍍有SiC的碳纖維複合材料,在頻率為500MHz時,屏蔽效能可大48dB。采用直(zhí)徑為0.1靘、填充量為19vol.%的短(duǎn)切碳纖維製成的碳纖維增強材料,在(zài)頻率為1GHz時,屏蔽效能高達74dB。用15wt%鍍鎳碳纖維填充PA、PC等樹脂製成的碳(tàn)纖(xiān)維導電材料不僅(jǐn)屏蔽效果好(頻(pín)率500MHz時達44dB),並且具有比較優良的(de)抗老化性能,
實驗表明在60℃和相對濕度為(wéi)90%的(de)惡劣條(tiáo)件下,經2000h的(de)耐久(jiǔ)測試(shì),結果顯示其導電性能基本保(bǎo)持穩定。而3mm長度的碳纖維與含量為5wt%的CF/PVC樹脂製成的碳纖維屏蔽材料可獲得30dB以上的屏蔽(bì)效果,當CF含量為10wt%hi,可達到接近銅箔的屏(píng)蔽效(xiào)果。
在體積百分比相同的情(qíng)況下,碳纖維以及鍍鎳碳纖維複合材料的電磁屏蔽效果(guǒ)沒有鎳纖維複合材料好,但在實際測試中(zhōng)發現,碳(tàn)纖維複合材料本身優良的(de)力(lì)學(xué)性能和抗(kàng)氧化抗腐(fǔ)蝕能力較好,可以彌補這一缺點。碳纖維電(diàn)磁(cí)屏蔽材料可廣泛用於製作或者裝(zhuāng)飾用途的房間或者設備,如醫院CT室、屏蔽暗室、軍用電磁屏蔽(bì)箱體等。