导电高分子复合材料的电磁屏蔽效能分析
导电高分子材料在电磁屏蔽的效能分析
屏 蔽 后 反 射 或 透 射 电 磁 波 的 比值 ， 为 屏 蔽 材 料 即
对 电磁 信 号 的 衰 减 值 ， 单 位 用 分 贝 （ Ｂ） 示 ， 其 ｄ 表 可 写 成 如 下 方 程 式 Ｊ ：
Ｓ ＝２ ｌｇ Ｅ６ Ｅ。 Ｅ ０ｏ （ ／ ）
Ｓ ＝２ ｌｇ ／ ） Ｅ ０ｏ （ 日ａ
［ 作者简介］粱韶华（９７ ， 广西钦州人， １６ 一）女， 钦州学院物理与电子工程系讲师
维普资讯
第６ 期
式 （ 可表 示 为 ： ２）
Ｓ ＝Ｒ ＋ Ｅ
梁韶华： 导电高分子材料在 电磁屏蔽的效能分析
境 （ ｌｃｒ Ｅｅｔ ｏ—ｍａ ｎ ｔ ｏ ａｉｉｔ ） … ｇ ｅｉ Ｃ ｍｐ ｔ ｌｙ ． ｃ ｂｉ
１
电磁 屏 蔽 原 理
电磁 屏 蔽 主 要 用 来 防 止 高 频 电 磁 场 的 影 响 ，
从 而 有 效 地 控 制 电 磁 波 从 某 一 区域 向 另 一 区 域 进 行 辐 射 传 播 ． 基 本 原 理 是 ： 用 低 电 阻 值 的 导 电 其 采
Ｓ ＝２ ｌｇ Ｐ６ Ｐ ） Ｅ ０ ｏ （ ／
（） １
电磁 屏 蔽 技 术 通 常 使 用 标 准 金 属 及 复 合 材 料 ， 们 的 屏 蔽 效 能 很 好 ， 是 存 在 重 量 大 、 格 它 但 价 昂 贵 、 腐 蚀 、 于 调 节 屏 蔽 效 能 等 缺 点 ． 电 高 易 难 导 分 子 材 料 （ ｏ ｄ ｃｉ ｇＰ ｌｍｅｓ ＣＰ ） 有 同 样 电 Ｃ ｎ ｕ ｔ ｏｙ ｒ ， ｓ 具 ｎ 磁 屏 蔽 性 能 且 重 量 轻 、 性 好 、 加 工 、 导 率 易 韧 易 电 调 节 、 本低 、 大 面积 涂 敷 、 工 方 便 ． 此 ， 成 易 施 因 它 是 一 种 非 常 理 想 的 替 代 传 统 金 属 的 新 型 电磁 屏 蔽 材 料 ， 应用 在计 算 机房 、 机 、 视机 、 可 手 电 电脑 和 心 脏 起 搏 器 等 电 子 电器 元 件 上 ．２ －
高分子材料中的电磁屏蔽技术研究
高分子材料中的电磁屏蔽技术研究1. 引言近年来，随着电力、通讯技术的不断发展，电磁辐射对人类生活的影响也越来越引起人们的关注。
电磁辐射会影响机电设备的正常工作，导致信息泄露和私密性问题。
因此，电磁屏蔽技术的研究与应用变得越来越必要。
高分子材料作为电磁屏蔽材料的一类重要代表，其性能优越、加工方便、成本低廉，已经成为电磁屏蔽技术中的主要研究对象。
2. 高分子材料的电磁屏蔽机理高分子材料的电磁屏蔽机理主要取决于其导电性能、磁性能和吸收性能。
在高分子材料中，可以分为导电层和吸收层。
导电层主要是高分子基质中加入导电性能强的碳黑、金属粉末等填料，形成三维网络结构，通过电子迁移和导电形成屏蔽层，从而阻止电磁波的传播；吸收层主要是高分子基质中加入吸收性能强的磁性颗粒、石墨纳米片等材料，能够将电磁波转化为热能、电能等形式，并将其分散和扩散，从而达到屏蔽的效果。
3. 高分子材料的电磁屏蔽性能高分子材料作为电磁屏蔽材料，其性能主要包括导电性、磁性、吸收性等。
导电性能的好坏主要取决于填料的种类、导电性能以及填充量等因素。
磁性能主要对于低频电磁波屏蔽起作用，高分子基质中加入磁性颗粒能够提高材料对于低频电磁波的屏蔽效果。
而吸收性能则对高频电磁波屏蔽更为有效，高分子基质中加入吸收性能强的石墨纳米片等材料可以增加材料对于高频电磁波的吸收效果。
此外，表面导电性能也是影响高分子材料电磁屏蔽性能的重要因素。
4. 高分子材料电磁屏蔽材料的研究进展近年来，高分子材料的电磁屏蔽材料的研究进展非常迅速。
首先，通过改变填料种类、含量、粒度等因素，可以大大改善高分子材料的电磁屏蔽性能。
例如，细化填料粒度可以提高材料导电性能；通过添加银或铜等材料，可以提高高分子材料的导电性能和表面导电性能；在高分子基质中加入核壳结构的金属纳米颗粒，可以提高材料对于低频电磁波的屏蔽效应等等。
其次，高分子材料与其他材料复合，也是提高电磁屏蔽性能的重要途径。
例如，将高分子材料和碳纤维、石墨烯等材料复合，不仅能提高材料的电磁屏蔽性能，还可以减轻材料的重量和尺寸等问题。
导电高分子的应用(精)
导电高分子的应用学校名称：华南农业大学院系名称：材料与能源学院时间：2017年2月27日由于导电高分子具有特殊的结构和优异的物化性能, 使其在电子工业、信息工程、国防工程及其新技术的开发和发展方面都具有重大的意义。
其中因聚苯胺具有原料易得、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等特点而得到了更加广泛的研究和开发, 并在许多领域显示出了广阔的应用前景。
1在电子元器件开发中的应用1.1用于防静电和电磁屏蔽方面导电高聚物最先应用是从防静电开始的。
将特定比例的十二烷基苯磺酸和对甲苯磺酸混合酸掺杂的PANI与聚（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯）树脂（ABS）共混挤出，制备了杂多酸掺杂PANI/ABS复合材料，通过现场聚合的方法在透明聚酯表面聚合了一层导电PANI，表面电阻可控制在106-109Ω。
通过对复合材料EMI屏蔽的研究，发现在101 GHz下，复合材料的屏蔽效能随其中PANI含量的增大而增大。
1.2 导电高分子材料在芯片开发上的运用在各种带有微芯片的卡片以及条码读取设备上，高分子聚合物逐渐取代硅材料。
塑料芯片的价格仅为硅芯片的1%-10%，并且由于其具有可溶性的特性而更易于加工处理。
目前国际上已经研制出集成了几百个电子元器件的塑料芯片，采用这种导电塑料制造的新款芯片可以大大缩小计算机的体积，提高计算机的运算速度。
1.3 显示材料中的导电高分子材料有机发光二极管是由一层或多层半导体有机膜，加上两头电极封装而成。
在发光二极管的两端加上3伏-5伏电压，负极上的电子向有机膜移动，相反，与有机膜相连的正极上的电子向负极移动，这样产生了相反运动方向的正负电荷载体，两对电荷载体相遇，形成了“电子-空穴对”，并以发光的形式将能量释放。
由于它发光强度高、色彩亮丽，光线角几乎达到180度，可用于制造新一代的薄壁显示器，应用在手机、掌上电脑等低压电器上，也应用于金融信息显示上，使图像生动形象，并可图文通显。
利用电致变色机理，还可用于制造电致变色显示器、自动调光窗玻璃等。
电磁屏蔽材料的屏蔽原理与研究现状_赵灵智
综 述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-),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。
Sh ielding pri nci p le and research progress ofelectro m agnetic sh ielding materialsZHA O Li n g -zhi 1,HU She -j u n 2,HE Q i n -yu 2,LI W ei -s han 2,CHENG Jun -fang 2,RU Q iang2(1.Guangdong U ni ve rsit y o f T echno logy ,G uang z hou 510640,Ch i na ;2.South Chi na N or m a lU niversity ,G uangzhou 510631,China )Abstract :T he significance of e lectro m agne tic shie l ding m a t e rial wa s explained .The shie l ding pri nci -p l e i n differen t cond iti ons ,the spec i e s and t he cha rac t e ristics o f gene ra l e l ec trom agnetic shie l ding m a t e rials w ere introduced .T he prog re ss and app licati on o f conducti ve po l ym ers ,surface -spreadi ng m ate ri a ls ,co m -posite fibe rs and foamed m eta lsw ere rev i ew ed .Itw as put fo r wa rd t ha t t hese m a teria l s w it h good shielding ef -fecti vene ss s hould have a b ri ght f u t ure in packag i ng eng i neering fi e l ds .K ey w ords :elec tromagne tic s h i e ldi ng ;shielding princ i p l e ;prog ress ;rev i ew 随着现代高新技术的发展,电磁波引起的电磁干扰(E M I )与电磁兼容(E M C )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。
复合材料的电磁性能测试与仿真分析
复合材料的电磁性能测试与仿真分析近年来，随着科技的飞速发展，复合材料在工业、民用等领域越发广泛地应用，其具有轻质、高强、耐用、优异的机械性能等特点，成为众多领域中的首选材料。
然而，复合材料的电磁性能仍需要进一步探究和研究。
本文重点讨论复合材料的电磁性能测试与仿真分析。
一、复合材料的电磁性能简介电磁性能是指材料在电场或磁场中的响应情况，包括导电性、介电性、磁导率等。
对于普通的材料，这些性能可以通过简单的物理实验测量得到，然而对于复合材料这种多种材料复合而成的材料，其电磁性能的测试要比单一材料的测试难度大得多。
二、复合材料的电磁性能测试方法为了对复合材料的电磁性能进行测试，常用的方法有以下几种。
1. 静电感应法这种方法是通过静电感应产生电流来测量复合材料的导电性。
该方法适用于需要测量非常薄的材料或者需要测量电阻很大的材料。
2. 电阻法在材料两端加上电压，然后测量通过材料的电流，从而计算出其电阻。
这种方法适用于复合材料的电阻不是特别高的情况下进行测量。
3. 介电法介电法是通过在复合材料两端施加交变电压，并检测材料对这个交变电场的响应来测量介电常数和损耗因子。
三、复合材料的电磁性能仿真分析除了传统的实验方法，复合材料的电磁性能还可以通过计算机仿真来得到。
在计算机仿真中，人们可以通过进行电场、磁场计算，从而得到复合材料在电磁场中的响应情况。
这种方法有着较高的精度和数据量，可以得到很多实验很难获得的数据。
四、复合材料的电磁性能测试与仿真分析的应用复合材料的电磁性能测试与仿真分析技术的应用十分广泛，例如在飞机、汽车、电器等领域中，复合材料的电磁性能测试与仿真分析是必不可少的。
通过这些技术，可以对复合材料的电磁性能进行全面的检测和评估，为复合材料的应用提供了有力的支持。
五、结语在本文中，我们重点讨论了复合材料的电磁性能测试与仿真分析，介绍了几种常用的测试方法，并探讨了计算机仿真技术的应用。
综合起来，如何全面、准确地评估复合材料的电磁性能，对于推动复合材料在各个领域的应用都具有非常重要的意义。
导电高分子复合材料综述
导电高分子复合材料综述导电高分子复合材料是一种结合了导电填料和高分子基体的非金属导电材料。
由于其优异的导电性能和高分子材料的良好工艺性能，导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域得到了广泛应用。
本文将从导电填料、高分子基体、制备方法和应用领域等方面综述导电高分子复合材料的研究进展。
导电填料是导电高分子复合材料中的关键组成部分。
目前常用的导电填料包括金属填料、碳黑、导电纤维和导电聚合物等。
金属填料具有良好的导电性能，但其加工性差，易生锈。
碳黑填料性能稳定，但存在聚集现象，导致流变性能下降。
导电纤维可以提供较高的导电性能，但通常与高分子基体的相容性较差。
导电聚合物由于能够形成连续的导电网络，并且可以与高分子基体较好地相容，因此成为近年来发展的研究热点。
高分子基体对导电高分子复合材料的力学性能、导电性能和工艺性能等起着重要影响。
常用的高分子基体包括聚合物树脂、热塑性弹性体和热塑性聚合物等。
聚合物树脂由于具有良好的力学性能和化学稳定性，因此广泛应用于导电高分子复合材料。
热塑性弹性体由于可以在一定温度范围内恢复弹性，因此在导电弹性体材料中得到了广泛应用。
热塑性聚合物由于具有良好的工艺性能，在导电高分子复合材料中也得到了较好的应用效果。
制备方法是影响导电高分子复合材料性能的关键因素之一、常用的制备方法包括溶液共混法、熔融共混法、反应挤出法和电沉积法等。
溶液共混法通过将导电填料和高分子基体溶解在适当的溶剂中，然后通过挥发溶剂的方式获得导电高分子复合材料。
熔融共混法是将导电填料和高分子基体在高温下混炼，然后通过冷却固化得到复合材料。
反应挤出法是通过聚合反应实现导电高分子复合材料的制备。
电沉积法是将金属填料等导电材料沉积在高分子基体上来制备导电高分子复合材料。
导电高分子复合材料在电子、电器、电磁波屏蔽、静电防护等领域具有广阔的应用前景。
在电子和电器领域，导电高分子复合材料可以用于生产导电薄膜、导线、印刷电路板等；在电磁波屏蔽领域，导电高分子复合材料可以用于制备导电涂层和导电材料；在静电防护领域，导电高分子复合材料可以用于制备静电消除器和防静电材料。
电磁屏蔽复合材料的屏蔽原理和研究现状分析
电磁屏蔽复合材料的屏蔽原理和研究现状分析0前言人类生活和生产中的电子产品和电子电器设备向空中发射或泄露的电磁波会形成电磁辐射。
表1所示为电磁波谱，其特点是波长依次由大到小,频率由低到高,能量由小变大。
电磁辐射不仅会干扰各种电子电器设备正常运转,而且还会给人类及其他生物体的健康带来威胁并产生损伤效应。
因此在许多场合需要采取电磁屏蔽的措施来消除或减少电磁辐射污染，国际无线电抗干扰特别委员会(CISPR)制定了相关的国际标准和试验方法。
研究表明,当电磁波的能量>124 eV时,就可以产生电离辐射效应。
根据表1所列出的电磁波各波段的特征参数,其中X射线和γ射线会对人体产生电离辐射效应,而可见光、红外线、微波则会对人体产生非电离辐射效应。
非电离辐射的危害机理主要体现在热效应、非热效应和累积效应3个方面。
表1 电磁波谱名称波长（真空中）/m频率/Hz能量/eV典型应用射频1~1043×（104~108） 1.24×（10-10~10-6）调频广播、导航、移动通信电视等微波10-3~13×（108~1011） 1.24×（10-6~10-3）雷达、卫星、微波炉、移动通信等红外线8×（10-6~10-3）3×1011~3.7×1014 1.24×（10-3~1）加热、夜视、光通信等可见光（380~800）×10-9（3.7~3.9）×1014 1.55×3.26——紫外线（10~380）×10-97.9×1014~3×1016 3.26~1.24×102杀菌、医学诊断X射线（10-3~1）×10-93×（1016~1020） 1.24×（102~106）癌症治疗、天体物理研究γ射线（10-3~10-4）×10-93×（1020~1021） 1.24×106——1电磁屏蔽复合材料的屏蔽原理电磁屏蔽的作用是减弱由某些辐射源所产生的某个区(不包含这些源)内的电磁场效应,有效地控制电磁波从某一区域向另一区域辐射而产生的危害。
超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能及应用前景
超高分子量聚乙烯复合材料的导电性能及应用前景超高分子量聚乙烯（UHMWPE）作为一种具有优异性能的高分子材料，具备高强度、高韧性、低摩擦系数、优异的化学稳定性等特点。
然而，由于UHMWPE本身属于绝缘材料，其导电性能较差，限制了其在某些领域的应用。
为了克服这一问题，人们通过添加导电材料制备了UHMWPE复合材料，以提高其导电性能。
本文将探讨UHMWPE复合材料的导电性能及应用前景。
一、UHMWPE复合材料的导电性能导电材料的添加可以有效提高UHMWPE材料的导电性能。
常见的导电材料包括碳纳米管、导电纤维、金属粉末等。
这些导电材料在UHMWPE中形成了连续的导电网络，从而提高了材料的导电性能。
此外，导电材料的添加还可以调控复合材料的导电性能，使其在不同领域具备不同的导电性能，适应多种应用需求。
二、UHMWPE复合材料的应用前景1. 静电消散材料由于UHMWPE具有良好的摩擦系数和低表面电阻，可以用于制备静电消散材料。
将导电材料掺入UHMWPE中，可以形成导电网络，从而提高材料的导电性能。
这种静电消散材料可以广泛应用于电子产品、防静电设备等领域，有效避免静电积聚引发的安全隐患。
2. 导电塑料制品通过在UHMWPE中添加导电材料，可以制备导电塑料制品。
这种导电塑料具有优异的导电性能和机械性能，可以广泛应用于电气设备、电子器件等领域。
例如，用导电UHMWPE制造的电线电缆外护套可以提高电缆的导电性能和机械强度，提高电线电缆的使用寿命和安全性。
3. 功能性复合材料导电UHMWPE可以与其他功能性材料复合，制备具有特殊功能的复合材料。
例如，将导电UHMWPE与磁性材料复合，可以制备用于电磁屏蔽的复合材料。
这种复合材料不仅具有优异的导电性能，还具备电磁屏蔽的功能，可广泛应用于电磁屏蔽材料、电子封装材料等领域。
4. 新能源领域应用导电UHMWPE在新能源领域也具有广阔的应用前景。
例如，利用导电UHMWPE制备的锂离子电池隔膜，可以提高电池的导电性能和稳定性，增强电池的循环寿命和安全性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
/02 H : !+ 1! "F!L % "L 式中 !L 为屏蔽材料的相对磁导率， "L 为相对电 导率， F 为电磁波频率 / ?N 2 O P 为屏蔽材料厚度 / @Q 2 。 / 0 2 可知， 对于银、 铜、 铝等良导体， 则 由式 / M 2 、 "L 大， 即在高频电磁场的屏蔽作用主要取决于表面 ’ 值大， 反射损耗， 且金属的 "L 越大， 屏蔽效能越好； 而对于 铁和铁镍合金等高磁导率材料， 这表 !L 大则 H 值大， 明 当屏蔽材料衰减的是低频电磁场时，吸收损耗将 起主要作用。因此， 凡作低频屏蔽的导电层必须具有 良好的电导率和磁导率， 并且要有足够的厚度。 通常，屏蔽效能的具体分类为：$ R !$67 几乎没 有屏蔽作用： !$ R 1$67 有较小的屏蔽作用； 1$ R .$67 为中等屏蔽效能，可用于一般工业或商业用电子产 品； 可用于航空航天及军 .$ R "$67 则屏蔽效能较高， 用仪器设备的屏蔽；"$67 以上的屏蔽材料则具有最 佳屏蔽效能， 适用于要求苛刻的高精度、 高敏感度产 品。根据实用需要，对于大多数电子产品的屏蔽材 料，在 1$ R !$$$*?N 频率范围内，其 53 至少达到 1067 以上 / 相对应的体积电阻率 #S 在 !$$ -・@Q 以 下2， 就认为是有效的屏蔽 8 1 9 。 导电高分子复合材料通常由导电填料、高分子 基体及其它助剂所组成，经注射成型或挤出成型等 工艺过程制成具有一定导电性能的电磁屏蔽材料。 由于导电高分子复合材料具有成型加工和屏蔽一次 完成的特点， 从而可以大大缩短工艺过程， 降低生产 成本，便于大批量生产，提高产品的可靠性，因此是 &’( % )* #$$$+ ,-+ .
#$$$ 年 !! 月
玻 璃 钢 % 复 合 材 料
!"
导电高分子复合材料的电磁屏蔽效能分析
杜仕国
磁屏蔽效能的影响。 关键词： 电磁屏蔽 导电高分子复合材料 屏蔽效能
王保平
石家庄
曹营军
$0$$$1 2
/ 军械工程学院
摘要： 本文分析了电磁屏蔽的基本原理， 着重探讨了导电填料、 高分子基体以及复合工艺等因素对导电高分子复合材料电
53 : !$;-< / (= % (> 2 式中 3=、 后电场强度， 3> 分别表示屏蔽前、 ?= 、 ?> 为屏蔽前、 后的磁场强度， 后的能量 (= 、 (> 为屏蔽前、 场强 度。衰 减值越大 ，表明 屏蔽效 能越好。 根据 金属材料的屏蔽效能可用 5@AB;CDE-FF 电磁屏蔽理论，
!"
杜仕国等： 导电高分 年第 # 期
目前最有发展前途的新型电磁屏蔽材料。
能可达 5"9: 以上。采用镀镍率 !01 加镀铜率 !01 的云母片， 当填充量为 /B. 0 ? 3 @ 1 时， 与 && 制成的复 合材料在 " 2 /""");< 频率范围内的屏蔽效能可达 即在高频区域的屏蔽效能尤为明显。 5" 2 #"9:， 此外，美国和日本近年开发的一些超细炭黑也 可用于制造导电高分子复合材料， 它们与 && 复合后 的屏蔽效能在 0" 2 /""");< 范围内 5"9:， 且体积电 阻率可在 /" 2 /" 4 / -・ 67 范围内调节，材料重量 轻，比重仅为 /. 8G ’ 67-。若将石墨粉镀镍后制成的 导电填料与高分子材料复合，还可进一步提高复合 材料的屏蔽效能。 -. ! 导电填料的形态 导电填料的形态，尤其是长径比对导电高分子 复合材料的屏蔽效能有显著的影响。 长径比越大， 则 导电性越好。目前常用的金属纤维的长径比一般为 0" 2 #"，当填充量为 /" ? 3 @ 1 2 /0 ? 3 @ 1 时便具有足 够的导电性能，而粉末状导电填料的填充量则要达 这样就会影响到复合材料的力学性 到 5" ? 3 @ 1 左右， 能。长径比越大， 表明更容易形成导电网络。因此在 填充量相对较低的情况下，能够保证较好的导电性 能和电磁屏蔽效能。 例如长径比为 /!0 的金属纤维， 当填充量为 /. 0 ? 3 @ 1 时，复合材料的屏蔽效能为 而长径比为 !0" 的纤维状导电填料， 其用量仅 5"9:； 需 ". 5 ? 3 @ 1 左右， 便可达到同样的屏蔽效能 = # > 。 这样 既可以降低成本， 又使材料的比重下降， 而力学性能 明显提高。 因此， 采用长径比大的金属纤维对提高导 电高分子复合材料的屏蔽效能十分有利。 此外， 导电 填料的表面形态以及在高分子基体中的分散状况也 会影响复合材料的屏蔽效能。 若采用多孔质、 比表面 大以及分散性好的导电填料，则容易获得较好的屏 蔽效能。 -. 导电填料的用量 实验研究表明，导电高分子复合材料是通过导 电填料之间相互接触形成的导电通路而实现电流传 导的。 随着导电填料的增加， 复合材料的体积电阻率 不断下降。 当导电填料的用量达到某一临界值时， 材 料的电阻率急剧下降，在电阻率 4 导电填料曲线上 出现一个突变区域，导电填料用量的微小变化会导 致电阻率的显著改变。 超过这一临界值后， 电阻率随 导电填料用量的变化又趋缓慢，通常将导电填料的 =B> “渗滤阈值” 这一临界含量称为 。 通过电子显微镜技术观察导电高分子复合材料 的结构发现， 当导电填料用量较少时， 填料分散在高
-. /
导电填料对屏蔽效能的影响
导电填料的性质 电磁屏蔽用导电高分子复合材料的导电填料主
要是一些导电性能优良的金属粉末、 金属片或金属纤 维， 镀金属的碳纤维、 石墨纤维和云母以及炭黑、 石墨 等非金属填料。仅从单一物质的导电性而言， 使用金 属粉末或金属片当然是既有效又经济的选择。尤其 当需要特别高的电导率时， 最好选用银粉或金粉作导 电填料。银粉在高分子基体中的含量为 0"1 2 001 时， 复合材料的 !3 约为 /" 4 5 2 /" 4 0-・67， 屏蔽效能 高达 8"9: 以上。但由于银粉或金粉价格昂贵，仅限 于某些特殊场合下使用。铜是优良的导电体， 且价格 适中， 但它容易被氧化而降低导电性能。为了解决这 一问题， 通常采用抗氧化剂对铜粉进行表面处理， 抗 氧化剂包括有机胺、有机硅、有机钛、有机磷等化合 物； 或用较不活泼的金属包覆铜粉表面， 如在铜粉上 敷一层镍或在铜粉上镀银， 或采用铜粉和镍、 银混合 使用， 均可达到理想的屏蔽效能。 铝片则具有密度小、 颜色浅、 价格低等优点， 并具有较大的长径比， 容易在 高分子基体中形成导电网络。但是铝的导电性不太 高， 如添加 -"1 铝片的尼龙复合材料， 其屏蔽效能在 ". 0 2 /""");< 范围内仅为 /8 2 !09:。 近年来，国内外对金属纤维填充高分子复合材 料的研究进展迅速。 与金属粉末相比， 金属纤维有较 大的长径比和接触面积。因此在相同的填充量的情 况下， 金属纤维易形成导电网络， 其电导率较高， 屏 蔽效能较好 = 5 > 。例如， 采用微振动切割技术制得的黄 铜纤维填充尼龙， 当填充量为 /" ? 3 @ 1 时， 复合材料 的体积电阻率 A/" 4 ! - ・67，屏蔽效能可达 #"9:。 用铁纤维填充尼龙、&&、&( 等高分子制成的复合材 料， 当填充量为 !" ? 3 @ 1 2 !B ? 3 @ 1 时， 屏蔽效能也高 达 #" 2 8"9:。此外， 不锈钢纤维具有耐腐蚀、 抗氧化 性好、 导电性高等优点。 虽然价格较高， 但用量少， 因 而也得到广泛应用。例如，对于直径为 B"7 左右的 与 &(、 不锈钢纤维， 当填充量为 # ? CD @ 1 时， &E 等高 分子制成的复合材料，其屏蔽效能为 5"9:，随着填 充量的增加， 屏蔽效能也会相应提高)0*。 除上述金属纤维作为导电填料外，还有镀金属 的碳纤维、石墨纤维和云母片等也有很好的导电性 能，利用这类复合填料制备的导电高分子复合材料 成本低、 屏蔽效能高。例如， 用 /0 ? CD @ 1 镀镍碳纤维 填充 &F、 屏蔽效 &( 等高分子基体制成的复合材料， $%& ’ () !"""* +,* #
#
电磁屏蔽原理
电磁屏蔽主要用来防止高频电磁场的影响，从
而有效地控制电磁波从某一区域向另一区域进行辐 射传播。其基本原理是：采用低电阻值的导体材料， 并利用电磁波在屏蔽导体表面的反射和在导体内部 的吸收， 以及传输过程的损耗而产生屏蔽作用， 通常 用屏蔽效能 / 53 2 表示。所谓屏蔽效能是指没有屏蔽 时入射或发射电磁波与在同一地点经屏蔽后反射或 透射电磁波的比值，即为屏蔽材料对电磁信号的衰 减值， 其单位用分贝 / 67 2 表示， 可写成如下方程式 8 ! 9 ： 53 : #$;-< / 3= % 3> 2 53 : #$;-< / ?= % ?> 2 /!2
!
前
言
下式表示 8 # 9 /#2 53 : ’ G H G 7 式中 ’ 为电磁波的反射损耗， H 为电磁波的吸 收损耗， 7 为电磁波在屏蔽材料内部多次反射过程中 故式 / # 2 可表示 的损耗。 当 HI !$67 时， 7 可忽略不计， 为： 53 : ’ G H 其中： ’ : !.J K !$;-< / F!L % "L 2 /12 /M2
!### 年 "" 月
玻 璃 钢 $ 复 合 材 料
!"
分子基体中互相接触很少， 故导电性较差。随着导电 填料用量的增加，填料之间相互接触的机会增多，使 “渗滤阈值” 导电性逐渐提高。当导电填料达到 时， 填 料相互接触形成了无限网链。 这个网链就像金属网贯 穿于高分子基体中， 即形成了导电通路。不同的导电 填料有不同的临界填充量， 而同一导电填料填充不同 “渗滤阈值” 的高分子基体时， 其 也不同。 一般说来， 导 电填料的用量增加， 复合材料的导电性能和电磁屏蔽 效能也相应提高， 但导电填料的用量不仅影响复合材 料的屏蔽效能， 而且影响材料的力学性能。对于导电 性较差的导电填料，为了达到一定的屏蔽效能，必须 增大导电填料的填充量， 但由此会导致复合材料力学 性能的下降。对常用的金属纤维来说， 其用量一般以 "! . / 0 1 2 !# . / 0 1 为宜。