泡沫型電磁屏蔽復合材料的制備及性能研究.pdf

1、現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展給人們的生活提供了極大的便利,同時也帶來了嚴重的電磁污染。它不僅危害人的身體健康,也對電子設備的信息安全及周圍設備的系統(tǒng)穩(wěn)定性構成威脅。開發(fā)高性能的電磁屏蔽材料是解決上述問題的有效途徑。近年來,為適應電子設備輕型化和高度集成化的發(fā)展趨勢,輕質(zhì)透氣型電磁屏蔽材料逐漸成為新的研究熱點。基于以上背景,本文制備了多種輕質(zhì)泡沫型電磁屏蔽材料,并對其電磁屏蔽性能及屏蔽機理進行了分析。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)利用電沉

2、積方法制備泡沫銅、泡沫鎳及泡沫銅-鎳合金三種電磁屏蔽材料。并對其形貌、成分、力學及電磁屏蔽性能進行了表征。結果表明上述三者均呈現(xiàn)出典型的三維中空網(wǎng)狀骨架結構,輕質(zhì)且力學性能良好。在8-12 GHz頻率內(nèi),三種材料均以吸收損耗為主要屏蔽機制,并且相同測試條件下泡沫鎳比泡沫銅表現(xiàn)出更高的電磁屏蔽效能。而泡沫銅-鎳合金的電磁屏蔽效能則位于三者之首,最高可達37 dB,達到民用標準。
　　(2)用電泳法分別制備了多種泡沫金屬-碳基復合材料

3、,并對其電泳參數(shù)進行了探討。在最佳電泳條件下考察不同結構碳材料對導磁型泡沫鎳、抗磁型泡沫銅以及雙層合金電磁屏蔽材料性能的改善作用。實驗結果表明:所制備的復合材料完整的保存了泡沫金屬的開孔骨架結構,輕質(zhì)且透氣。在8-12 GHz測試頻段內(nèi),石墨烯及碳納米管對導磁型泡沫鎳和抗磁型泡沫銅的電磁屏蔽性能均有一定的增強作用,且石墨烯對二者屏蔽效能的提升較碳納米管更大。同時,相比于導磁型泡沫鎳,石墨烯及碳納米管對導電型泡沫銅的電磁屏蔽性能改善作用更

4、為明顯,體現(xiàn)出兩種碳材料對不同泡沫金屬基底的界面波阻抗失配性差異。在此基礎上研究了泡沫銅-鎳-石墨烯三層復合材料的電磁屏蔽性能,結果表明多界面層復合電磁屏蔽材料之間具有良好的協(xié)同屏蔽效應,其在相同波段內(nèi)最大的電磁屏蔽效能可達57 dB,接近軍用標準。
　　(3)以泡沫鎳為犧牲模板,利用電泳法制備得到輕質(zhì)透氣的泡沫石墨烯-聚甲基丙烯酸甲酯復合電磁屏蔽材料。石墨烯在聚合物骨架中相互連接形成一個全連通的三維導電網(wǎng)絡,改善了聚合物基底的導