导电纤维填充型导电塑料在电磁屏蔽中的应用研究进展
电磁屏蔽材料的研究与发展展望
电磁屏蔽材料的研究与发展展望 ******** *** 摘要：电磁屏蔽是对干扰源或感受器（敏感设备、电路或组件）进行屏蔽，能有效地抑制干扰并提高电子系统或设备的电磁兼容性。因此屏蔽是电子设备结构设计时必须考虑的重要内容之一，是利用屏蔽体阻止或减少电磁能量传输的一种措施，是抑制电磁干扰最有效的手段。本文简述了研究电磁屏蔽材料的重要意义与屏蔽机制，讨论了电磁屏蔽金属材料的发展趋势。 关键词：电磁屏蔽；屏蔽材料；屏蔽机制；屏蔽效能 引言：随着电子工业的发展和电子设备的高度应用，电磁辐射被认为是继水污染、噪音污染、空气污染的第四大公害，它造成的电磁干扰不仅影响人们的正常生活，而且日益威胁国家的军事机密。尤其是在软杀伤武器——电磁波突现的现代化战场上，当电磁波穿透军事设备的敏感器件时，可能致使对方雷达迷茫、无线电通讯指挥系统失效、导弹火炮等武器失控。这种破坏力极大的电磁武器可能成为未来战场上重要的作战手段，因此，研究高性能的电磁屏蔽材料以提高各种武器平台的防护能力是各国军事领域的一项重大任务。此外，电磁辐射也给人们的身体健康带来了严峻的挑战。各种通讯设备、网络以及家用电器所发射的电磁波可能诱发各种疾病，如睡眠不足、头晕、呕吐，严重的甚至可能诱发癌症、心血管病等。因此，电磁屏蔽材料的研究开发是近年来治理电磁环境的重要方法。 常用的电磁屏蔽材料有金属材料和高分子复合材料等。金属类材料能够作为主要的电磁屏蔽材料是由于其具有良好的导电性(铜、铝、镍等)和较高的磁导率(坡莫合金、铁硅合金等), 当电磁能流通过金属材料时，其主要的屏蔽机制(反射衰减R 和吸收衰减A)能够有 效地反射、吸收电磁波，衰减电磁能量，从而达到较好的屏蔽效果。大多数高分子材料的导电性能较金属差，这在很大程度上降低了高分子材料的电磁屏蔽效能。因此，为了提高高分
电磁屏蔽材料的研究进展
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电磁屏蔽材料的研究进展 作者：于名讯， 徐勤涛， 庞旭堂， 连军涛， 刘玉凤， Yu Mingxun， Xu Qintao， Pang Xutang， Lian Juntao ， Liu Yufeng 作者单位：中国兵器工业集团第五三研究所,济南,250031 刊名： 宇航材料工艺 英文刊名：Aerospace Materials & Technology 年，卷(期)：2012,42(4) 参考文献(33条) 1.周秀芹导电电磁屏蔽塑料研究新进展 2006(01) 2.王锦成电磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究现状 2002(07) 3.Lee C Y;Song H G;Jang K S Electromagnetic interference shielding efficiency of polyaniline mixture and multiplayer films 1999 4.Huang J L;Yau B S;Chen C Y The electromagnetic shielding effectiveness of indium tin oxide films with different thickness 2001 5.赵福辰电磁屏蔽材料的发展现状 2001(05) 6.岩井建;毕鸿章在纤维表面形成金属被覆膜的金属纤维"METAX" 1999(02) 7.于鑫;付孝忠;杜仕国电磁屏蔽材料在火箭弹包装中的应用 1999(01) 8.Dhawan S K;Singh N;Rodrigues K Electromagnetic shielding behavior of conducting polyaniline composites 2003(04) 9.王佛松;王利群;景遐斌聚苯胺的掺杂反应 1993 10.师春生;马铁军;李家俊镀金属炭毡/树脂基复合材料的电磁屏蔽性能 2001(03) 11.王光华;董发勤;司琼电磁屏蔽导电复合塑料的研究现状 2007(02) 12.谭松庭;章明秋金属纤维填充聚合物复合材料的导电性能和电磁屏蔽性能 1999(12) 13.薛茹君电磁屏蔽材料及导电填料的研究进展 2004(03) 14.潘成;方鲲;周志飚导电高分子电磁屏蔽材料研究进展 2004 15.毛倩瑾;于彩霞;周美玲Cu/Ag 复合电磁屏蔽涂料的研究 2004(04) 16.施冬梅;杜仕国;田春雷铜系电磁屏蔽涂料抗氧化技术研究进展 2003(03) 17.李秀荣;刘静;李长珍高频电磁屏蔽用ITO膜结构与性能分析 2000(06) 18.Wojkiewicz J L;Fauveaux S;Redon N High electromagnetic shielding effectiveness of polyaniline-polyurethane composites in the microwave band 2004(04) 19.闾兴圣;王庚超聚苯胺/聚合物导电材料研究进展 2003(01) 20.Morgan H;Foot P J S;Brooks N W The effects of composition and processing variables on the properties of thermoplastic polyaniline blends and composites 2001 21.王杨勇;张柏宇;王景平本征型导电高分子电磁干扰屏蔽材料研究进展 2004(03) 22.Bernhard Wessling Dispersion as the link between basis research and commercial application of conductive polymers (polyaniline) 1998 23.徐勤涛;孙建生;侯俊峰电磁屏蔽塑料的研究进展 2010(09) 24.Hu Yongjun;Zhang Haiyan;Xiao Xiaoting Elcetromagnetic interference shielding effectiveness of silicon rubber filled with carbon fiber 2011 25.彭祖雄;张海燕;陈天立镀银玻璃微珠/碳纤维填充导电硅橡胶的电磁屏蔽性能 2011(01) 26.Huang C Y;Wu C C The EMI shielding effectiveness of PC/ABS/nicked-coated-carbeln-fibre composites 2000 27.邹华;赵素舍;田明镀银玻璃微珠/硅橡胶导电复合材料导电性能的影响因素 2009(08) 28.孙建生;杨丰帆;徐勤涛镀银铝粉填充型电磁屏蔽硅橡胶的制备与性能 2010(01) 29.王进美;朱长纯碳纳米管的镍铜复合金属镀层及其抗电磁波性能 2005(06) 30.徐化明;李聃;梁吉PMMA/定向碳纳米管复合材料导电与导热性能的研究 2005(09) 31.戚亚光世界导电塑料工业化进展 2008(04)
电磁屏蔽材料现状及其应用
电磁屏蔽材料现状及其应用 2009-01-29 20:07:41 安规与电磁兼容网来源：作者： 摘要：依据电磁屏蔽原理，材料的电导率、磁导率及厚度是决定其屏蔽性能的决定性因素。铁磁材料和金属良导体材料、镀金属表面敷层型薄膜屏蔽材料、以各导电纤维为填充材料的填充复合型屏蔽材料以及银系、镍系和碳系导电涂料类屏蔽材料等是目前电磁屏蔽材料领域研究的主要内容和方向。综述了它们的研究现状、性能、应用、存在的优缺点等，并探讨了屏蔽材料未来的发展趋势? 关键词：电磁屏蔽材料 随着现代高新技术的发展，电磁波引起的电磁干扰(EMI)和电磁兼容(EMC)问题日益严重，不但对电子仪器、设备造成干扰与损坏，影响其正常T作，严重制约我国电子产品和设备的国际竞争力，而且也会污染环境，危害人类健康；另外电磁波泄漏也会危及国家信息安全和军事核心机密的安全。特别是作为新概念武器的电磁脉冲武器已经取得实质性的突破，能对电子仪器设备、电力系统等进行直接打击，造成信息系统等的暂时失效或永久损坏，其投送方式多样，破坏力极强，而且强大的电磁脉冲对人体也能造成损害，使人神经紊乱、行为失控等。 因此，探索高效的电磁屏蔽材料，防止电磁波引起的电磁干扰和电磁兼容问题，对于提高电子产品和设备的安全可靠性，提升国际竞争力，防止电磁脉冲武器的打击，确保信息通信系统、网络系统、传输系统、武器平台等的安全畅通均具有重要的意义1_ 。鉴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，其研发愈发成为人们关注的重要课题。 1 电磁屏蔽原理 电磁屏蔽即利用屏蔽材料阻隔或衰减被屏蔽区域与外界的电磁能量传播。电磁屏蔽的作用原理是利用屏蔽体对电磁能流的反射、吸收和引导作用，其与屏蔽结构表面和屏蔽体内部感生的电荷、电流与极化现象密切相关。屏蔽按其原理分为电场屏蔽(静电屏蔽和交变电场屏蔽)、磁场屏蔽(低频磁场和高频磁场屏蔽)和电磁场屏蔽(电磁波的屏蔽)。通常所说的电磁屏蔽是指后一种，即对电场和磁场同时加以屏蔽。 屏蔽效果的好坏用屏蔽效~g(SE，Shielding effectiveness)来评价，它表现了屏蔽体对电磁波的衰减程度。屏蔽效能定义为屏蔽前后该点电磁场强度的比值，即：SE=2OIg(Eo／Es)或SH=2Olg(HdHs)式中：、分别为屏蔽前该点的电场强度与磁场强度，、分别为屏蔽后该点的电场强度与磁场强度。对屏蔽效果的评价是根据屏
导电高分子材料的应用、研究状况及发展趋势(精)
导电高分子材料的应用、研究状况及发展趋势 熊伟 武汉纺织大学化工学院 摘要:与传统导电材料相比较 , 导电高分子材料具有许多独特的性能。导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的结构、种类及导电机理、合成方法、导电高分子材料的应用、研究现状及发展趋势。 关键字:导电高分子分类制备现状 Abstract : Compared with conventional conductive materials, conductive polymer material has many unique properties. Conducting polymers can be us ed as radar absorbing materials, electromagnetic shielding materials, antistatic materials. Describes the structure of conductive polymer materials, types and conducting mechanism, synthesis methods, the application of conductive poly mer materials, research status and development trend. Keywords : conductive polymer categories preparation status 1 导电高分子的结构、种类 按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类 :一类是结构型 (或本征型导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料 [3]。 结构型导电高分子材料是指高分子本身或少量掺杂后具有导电性质的高分子材料。 根据加入基体聚合物中导电成分的不同 , 复合型导电高分子材料可分为两类 :填充复合型导电高分子材料和共混复合型导电高分子材料 [5]。
电磁屏蔽材料的研究进展
电磁屏蔽材料的研究进展.txt人生重要的不是所站的位置，而是所朝的方向。不要用自己的需求去衡量别人的给予，否则永远是抱怨。本文由fatai24贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 电磁屏蔽材料的研究进展／古映莹等 ５３? 电磁屏蔽材料的研究进展 古映莹邱小勇胡启明 刘雪颖 （中南大学化学化工学院，长沙４１００８３）摘要简单介绍了电磁辐射的危害性及发展电磁屏蔽材料的意义，阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理，较为详细 地介绍了表层导电型、填充复合型、导电纤维、导电织物等电磁屏蔽材料及各种材料在工艺上的优缺点；同时阐述了各种电磁屏蔽材料的研究进展和发展前景，预测了电磁屏蔽材料的发展方向。关键词 电磁屏蔽电磁辐射屏蔽原理研究现状 ＤｅＶｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＳｈｉｅｌｄｉｎｇ ＧＵＹｉｎｇｙｉｎｇＱＩＵＸｉａｏｙｏｎｇＨＵＱｉｍｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ＬＩＵＸｕｅｙｉｎｇ （ＴｈｅＣｈｅｍｉｓｔｒｙａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣ０１ｌｅｇｅｏｆＣｅｎｔｒａｌＳｏｕｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ｃｈａｎｇｓｈａ４１００８３）Ａｂｓｔｒａｃｔｍａｔｅ“ａ１ ｏｆ ａｓａｒｅ Ｔｈｅ ｈａｒｍｓｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｒａｄｉａｔｉｏｎａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｏｆｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｈｉｅｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｉｓｓｕｍｍａ“ｚｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅｍａｉｎｋｉｎｄｓ ａｓ ＥＭＩｓｈｉｅｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓｓｕｃｈ ｔｈｅｓｔｙｌｅ ｏｎ ｏｆｓｕｒｆａｃｅｌａｙｅｒａｎｄｆｉｌｌｉｎｇ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｆｉｂｅｒ，ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｆａｂｒｉｃ ａｒｅ ｅｔｃ ａｓ ｗｅｌｌ ｔｈｅｉｒａｄｖａｎｔａｇｅａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｕｔ．
1导电塑料的研究进展
1导电塑料的研究进展
导电塑料的研究进展 摘要: 概述了导电塑料的导电原理,阐明了导电塑料的种类和影响导电的因素,分析了不同导电塑料的制备方法、工艺研究等,最后综述了导电塑料的应用领域以及发展趋势, 并进行了展望。 关键词: 导电塑料;导电原理;制备方法;应用 导电塑料广泛应用于半导体、防静电材料、导电性材料等领域,可分为结构型和填充型。结构型导电塑料是高聚物本身或经掺杂之后具有导电性的材料,而填充型导电塑料是本身不具有导电性,但通过加入导电性填充物获得导电性的材料,它是由电绝缘性能较好的合成树脂、塑料和具有优良导电性能的填料及其它添加剂通过混炼造粒, 并采用注射、压塑或挤出成型等方法制得。目前90 %以上导电塑料属于复合型。本文综述的是复合型导电塑料。导电填料一般选用纤维状与片状导电材料,包括金属纤维、金属片材、导电碳纤维、导电石墨、导电炭黑、碳纳米管、金属合金填料等。其中导电炭黑和碳纤维是应用最广的两种导电填料。常用的合成树脂有聚乙烯( PE) 、聚丙烯( PP) 、聚苯乙烯( PS) 、聚碳酸酯( PC) 、乙烯2醋酸乙烯共聚物( EVA) 、丙烯腈2丁二烯2苯乙烯共聚物( ABS) 、尼龙( PA) 、聚酯 (PET) 、聚苯醚(PPO) 、聚硫醚( PPS) 和高性能热塑性塑料合金等。 1 导电塑料的导电原理 1. 1 渗滤理论
复合材料的电导率在一定导电填料浓度范围内的变化是不连续的,在某一温度下材料电阻率会发生突变,表明此时导电粒子在聚合物基体中的分散状态发生了突变 ,即当导电填料达到一定值时,导电粒子在聚合物基体中形成了导电渗滤网络,导电粒子的临界体积分数称为渗滤阀值。 1. 2 有效介质理论 有效介质理论是处理二元无规对称分布体系中电子传输行为的有效方法,无规非均匀复合材料的每个颗粒看作处于相同电导率的一种有效介质中。导电填充粒子能填充满复合材料中所有的空穴和空间,并且绝缘相具有高的绝缘性。 1. 3 量子力学隧道理论 在二元组分导电复合材料中,当高导组分含量较低(在渗滤阀值附近) 时,隧道导电效应对材料的导电行为影响较大。材料导电依然有导电网络形成的问题,但不是靠导电粒子直接接触来导电,而是电子在粒子间的跃迁造成的。隧道效应 能合理地解释聚合物基体与导电填料呈海岛结构复合体系的导电行为。量子力学隧道导电理论能与许多导电复合体系的实验数据相符,证明是讨论和分析复合材料导电行为的有力工具。 2 复合型导电塑料的种类 2. 1 炭黑填充型导电塑料 炭黑是一种天然的半导体,其体积电阻率为0. 1～1 000Ω·cm。炭黑资源丰富、价格低廉,导电性能持久稳定,可大幅改善材料的导电性
电磁屏蔽文献综述
上海大学2015～2016学年冬季学期文献阅读研讨课 课程名称：导电性高分子及其复合材料课程编号：10SAK9004姓名：江圣龙学号：15723753 论文题目：电磁屏蔽用高分子材料研究进展 成绩：任课老师：贺英 评阅日期：
电磁屏蔽用高分子材料研究进展 江圣龙 (上海大学，高分子化学与物理，学号157237530) 摘要：导电高分子材料在电磁屏蔽领域有着广阔的应用前景。文章介绍了电磁屏蔽用高分子材料的分类及电磁屏蔽与吸波材料的基本原理，并对导电高分子电磁屏蔽材料开发现状及应用中存在的问题进行了扼要综述，对其发展趋势做了展望。 关键词：电磁屏蔽；导电高分子；本征导电高分子；聚苯胺 Research Progress On conductive polymers in Electro- magnetic Interference shielding Jiang shenglong (Department of Polymer Chemistry&Physics，Shanghai University，Student number15723753) Abstract:Conductive polymer materials(CPs)have broad application prospects in the field of electromagnetic interference shielding.This paper introduces the electromagnetic shielding polymeric materials of classification and the basic principle of electromagnetic shielding and absorbing materials,and development present situation and application of conductive polymer electromagnetic shielding material were briefly reviewed,the problems of its development trend were discussed. Keywords:electromagnetic interference shielding;Conductive polymers;intrinsic conducting polymers;polyaniline
关于导电高分子材料的研究进展
湖北汽车工业学院 本科生课程论文 《新材料导论》 论文题目关于导电高分子材料的研究进展学生专业班级 学生姓名（学号） 指导教师（职称） 完成时间
关于导电高分子材料的研究进展 摘要：与传统导电材料相比较,导电高分子材料具有许多独特的性能。导电高聚物可用作雷达吸波材料、电磁屏蔽材料、抗静电材料等。介绍了导电高分子材料的概念、分类、导电机理及其应用领域,综述了近些年来国内外科研工作者对导电高聚物的研究进展状况并对其发展前景进行了展望。 关键词：导电高分子；功能材料；导电机理；应用；述评。 自从1976年美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid领导的研究小组首次发现掺杂后的聚乙炔(Polyacetylene,简称PA)具有类似金属的导电性以后,人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高,新型交叉学科)))导电高分子领域诞生了。在随后的研究中科研工作者又逐步发现了聚吡咯、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚噻吩、聚对苯撑乙烯撑、聚苯胺等导电高分子。导电高分子特殊的结构和优异的物理化学性能使它成为材料科学的研究热点,作为不可替代的新兴基础有机功能材料之一,导电高分子材料在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件,以及电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。到目前为止,导电高分子在分子设计和材料合成、掺杂方法和掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁等物理性能及相关机理以及技术上的应用探索都已取得重要的研究进展。本文介绍了导电高分子的结构特征、导电机理及其应用领域,综述了近些年来导电高分子材料研究领域的进展状况。 1 导电高分子材料的分类 高分子导电材料通常分为复合型和结构型两大类： ①复合型高分子导电材料。 由通用的高分子材料与各种导电性物质通过填充复合、表面复合或层积复合等方式而制得。主要品种有导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜等。其性能与导电填料的种类、用量、粒度和状态以及它们在高分子材料中的分散状态有很大的关系。常用的导电填料有炭黑、金属粉、金属箔片、金属纤维、碳纤维等。 ②结构型高分子导电材料。 是指高分子结构本身或经过掺杂之后具有导电功能的高分子材料。根据电导率的大小又可分为高分子半导体、高分子金属和高分子超导体。按照导电机理可分为电子导电高分子材料和离子导电高分子材料。电子导电高分子材料的结构特点是具有线型或面型大共轭体系，在热或光的作用下通过共轭π电子的活化而进行导电，电导率一般在半导
电磁屏蔽和吸波材料的研究进展
电磁屏蔽和吸波材料 1、引言 随着现代电子工业的快速发展,各种无线通信系统和高频电子器件数量的急剧增加,导致了电磁干扰现象的增多和电磁污染问题的日渐突出。电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁波辐射产生的电磁干扰（EMI）不仅会影响各种电子设备的正常运行，而且对身体健康也有危害。目前,主要的抗电磁千扰技术包括:屏蔽技术、接地技术和滤波技术。其中,屏蔽技术的主要方法是采用各种屏蔽材料对电磁辐射进行有效阻隔与损耗。吸波功能材料的研究是军事隐身技术领域中的前沿课题之一，其目的是最大限度地减少或消除雷达、红外等对目标的探测。世界上多个国家相继展开了对战机、巡航导弹、舰艇等军事用吸波材料的研究。由于电磁屏蔽材料和吸波材料在社会生活和国防建设中的重要作用，因而其研究开发成为人们日益关注的重要课题。 2、电磁屏蔽和吸波材料的基本原理 材料对电磁波屏蔽和吸收的程度用屏蔽效能（SE）来表示，单位为分贝(dB)，一般来说，SE 越大，则衰减的程度越高。 2.1屏蔽体对电磁波的衰减机理 屏蔽体对电磁波的衰减机理有3种: (l)空气·屏蔽体界面的阻抗不连续性,对入射电磁波产生反射衰减; (2)未被表面反射而进入屏蔽体内的电磁波被屏蔽材料吸收的衰减; (3)进入屏蔽体内未被吸收衰减的电
磁波到达屏蔽体一空气界面时因阻抗不连续性被反射,并在屏蔽体内部发生多次反射衰减。屏蔽效能可用下式表示： SE T = SE R+ SE A+ SE M(1) 式中：SE R表示反射损失，SE A表示吸收损失，SE M表示多次反射损失。 2.2吸波材料的基本物理原理 吸波材料的基本物理原理是，材料对入射电磁波实现有效吸收，将电磁波能量转换为热能或其它形式的能量而损耗掉。该材料应具备两个特性即波阻抗匹配特性和衰减特性。波阻抗匹配特性即创造特殊的边界条件是入射电磁波在材料介质表面的反射系数r 最小，从而尽可能的从表面进入介质内部。衰减特性是指进入材料内部的电磁波因损耗而被迅速吸收。损耗大小，可用电损耗因子和磁损耗因子来表征。要提高介质吸波效能，其基本途径是提高介质电导率，增加极化“摩擦”和磁化“摩擦”，同时还要满足阻抗匹配条件，使电磁波不反射而进入介质内部被吸收。 3、常见电磁屏蔽材料的分类及特点 3.1电磁屏蔽涂料 电磁屏蔽涂料是由导电填料、树脂黏结剂、溶剂和添加剂组成，根据填料的不同，可分为碳系、银系、铜系和镍系电磁屏蔽涂料等。近年来，在导电涂料领域的一个热门课题是对复合导电涂料的研究。其中镍在这方面具有较高的应用价值。其一是高导电镀层可以镀覆于镍填料自身的表面；其二是镍可以镀覆于其它材料表面。研究表明，镀镍
导电高分子材料的研究进展及应用
导电高分子材料的研究进展及其应用 谢恺201007010127 10化工（1）班 一、导电高分子材料的研究进展 按照材料结构和制备方法的不同可将导电高分子材料分为两大类:一类是结构型(或本征型) 导电高分子材料,另一类是复合型导电高分子材料。 1.1 结构型导电高分子 结构型导电高分子材料是指本身具有导电性或经掺杂后具有导电性的聚合物材料，也称作本征型导电高分子材料，是由具有共轭∏键或部分共轭∏键的高分子经化学或电化学“掺杂”，使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料，如聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PAn)、聚乙炔(PA)等。不需掺杂的结构型导电高分子材料至今只有聚氮化硫一类，而大多数均需采用一定的手段进行掺杂才能具有较好的导电性。 在众多导电高分子中，聚苯胺由于原料易得、合成简便、耐高温及抗氧化性能良好 1.2 复合型导电高分子 复合型导电高分子材料是以高分子聚合物作基体,加入相当数量的导电物质组合而成的,兼有高分子材料的加工性和金属导电性。根据在基体聚合物中所加入导电物质的种类不同又分为两类:填充复合型导电高分子材料和共混复合型导电高分子材料. 填充复合型导电高分子材料通常是在基体聚合物中加入导电填料复合而成。根据导电填料的不同,填充型导电聚合物复合材料可分为炭黑填充型、金属填充型、纤维填充型等。 由炭黑填充制成的复合导电高分子材料是目前用途最广、用量最大的一种导电材料。复合材料导电性与填充炭黑的填充量、种类、粒度、结构及空隙率等因素有关,一般来说粒度越小,孔隙越多,结构度越高,导电值就越高。乙炔炭黑是人们常用的一种导电炭黑。焦冬生等研究了乙炔炭黑填充量对硅橡胶导电性能的影响。结果表明:试样体积电阻率随乙炔炭黑用量的增加呈现降低趋势,用量超过30份时,橡胶的体积电阻率迅速减小;当乙炔炭黑用量大于40份时,橡胶的体积电阻率下降趋缓,体积电阻率最小值不大于4.5Ω·cm。 1.3 离子液体在导电高分子中的应用 室温离子液体是由特定阳离子和阴离子构成的在室温或近于室温下呈液态的物质,它具有非挥发性、低熔点、宽液程、强的静电场、宽的电化学窗口、良好的导电与导热性、高热容、高稳定性、选择性溶解力与可设计性。这些特点促使对离子液体的研究和使用从最初的化学化工领域,迅速拓展到包括功能材料、能源、资源环境、生命科学在内的众多领域。 二、导电高分子材料的应用 2.1 导电高分子材料在医学工程中应用 塑料等高分子聚合物可以像金属一样导电,而且可以制作成各种特殊性能的新材料。目前导电高分子材料已悄然走进生物医学领域，是生物材料和组织工程学家关注的焦点。 聚吡咯（Polypyrrole,Ppy）是一种生物相容性较好的高分子。细胞外基质蛋白和生长因子不但可以通过侧链、配基以共价键结合Ppy的表面高分子基团上，而且通过离子键合掺杂的药物和生物活性分子还可通过电化学控制释放，实现生物分子定量释放表达，作用于细胞，以获得预期的细胞贴壁、增殖、分化性质，实现表面功能化、可控化。利用Ppy构建生物电活性涂层，可以通过掺杂分子和控制加电方式、电刺激强度以及作用时间提供局域定向电刺激，获得不同的表面特性。 2.2 导电液晶材料 液晶高聚物材料具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率以及良好的介电
碳系电磁屏蔽材料的研究进展
碳系电磁屏蔽材料的研究进展* 郑志锋1,2,蒋剑春1,戴伟娣1,黄元波2,史正军2 (1 中国林业科学研究院林产化学工业研究所,南京210042;2 西南林学院西南山地森林资源 保育与利用省部共建教育部重点实验室,昆明650224) 摘要 碳系电磁屏蔽材料是屏蔽材料的重要组成部分。主要介绍了炭黑、石墨、碳纤维、碳纳米管及其他碳系电磁屏蔽材料的研究进展,着重阐述了这些碳系电磁屏蔽材料的优缺点和改性方法,并指出复合化和纳米化将是碳系电磁屏蔽材料今后发展的重点。 关键词 电磁屏蔽 碳系填料 屏蔽效能 导电性 Research Progress in Carbon based Electromagnetic Shielding C omposites ZHEN G Zhifeng 1,2,JIANG Jianchun 1,DAI Weidi 1,HU ANG Yuanbo 2,SHI Zhengjun 2 (1 Institute of Chemical I ndustr y o f Fo rest Pr oducts,CA F,N anjing 210042;2 K ey L abo rato ry of P rotectio n,Cultiv ation and U tilizat ion of F or est R eso ur ce in So uthw est Co untr y Coo per at ed by M inist ry of Education w ith Y unnan P rov ince,Southwest Fo restr y U niver sity,K unming 650224) Abstract Carbon based electro magnetic shielding composites are one of the impor tant shielding mater ials.In this pa per,the research pr og ress o f car bo n based electr omag netic shielding com posites,such as carbon black,gr a phite,carbon fiber,carbon nanotube and other kinds o f carbo n based materials,are ma inly intr oduced.T heir adv anta ges,disadvantag es and mo dificatio n metho ds are summarized in detail.F ina lly t he dev eloping tr end o f carbon based electro magnetic shielding materials,including composit e pr ocessing and nano pr ocessing ,is po int ed out. Key words elect romag net ic shielding ,car bo n based filler,shielding effect,electr ical co nductivit y *国家科技支撑计划资助项目(2006BA D19B06) 郑志锋:男,1975年生,博士后,副教授,硕士生导师,主要从事生物质转化的研究与教学工作 E mail:zheng zhifeng 666@hot mail.co m 蒋剑春:通讯作者,男,1955年生,研究员,博士生导师,主要从事生物质能源和炭材料的研究开发工作 E mail:bio e ner gy @163.co m 采用电磁屏蔽材料防止电磁辐射是行之有效的方法。 碳系电磁屏蔽材料是将碳系导电填料与聚合物树脂基体复合形成的填充复合型屏蔽材料。碳系填料因其具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、密度小、热膨胀系数小、价格低等优点,且某些碳系填料能显著提高复合材料的力学性 能,在电磁屏蔽复合材料中越来越受到青睐[1] 。本文就碳系电磁屏蔽材料的研究进展做一简要介绍。 1 炭黑系电磁屏蔽材料 炭黑(Carbon black,简写为C B)具有资源丰富、制备工艺简单、价格低廉、导电性能持久等优点,是早期主要的碳系电磁屏蔽材料。目前,炭黑常作为复合型电磁屏蔽材料或导电涂料型电磁屏蔽材料的填料。但炭黑的导电性较差,导电率在10-4~10S cm -1,由其复合的材料,其屏蔽效果并不理想,不如碳纤维等[2] 。常用炭黑为乙炔炭黑,其结构高度完整,石墨化程度完善,杂质少,可使材料具有良好的电磁屏蔽能力。 炭黑在高分子基体中的添加量和分散性是材料导电性和电磁屏蔽性的主要影响因素,炭黑添加量的增加和分散性的提高均可增加粒子相互接触的几率,从而形成大量的导电网络通道,使材料的体积电阻和表面电阻降低[3]。而且,随着炭黑填充复合材料电阻率的降低,屏蔽效果可迅速增加,如导电炭黑填充的室温硫化硅橡胶电阻率在1 cm 左右时可达到40dB 以上的屏蔽效能[4] 。提高炭黑在基体中的分散性也是非常关键的,可采用分散剂[5]和偶联剂的方法[6],从而改善炭黑与基体之间的结合状况和炭黑在基体中的分散均匀度,达到改善复合材料导电性和屏蔽性能的目的。当然,不同种类的炭黑在填充量相同时得到的复合材料结构往往不同,电性能也不同[7]。 对炭黑的研究主要集中在炭黑材料的改性以及新型导电炭黑的开发2个方面[8]。常用的改性方法是对炭黑进行高温热处理,从而增加炭黑的比表面积,改善炭黑的表面化学性质。将炭黑与陶土、滑石粉等惰性物质并用,也可增加改性效果;以炭黑与聚合物的化学接枝物作为母体,再与其它基体聚合物进行复合,可以显著提高材料的电磁屏蔽能力。还可采用在炭黑表面镀覆金属的方式来提高其电导率,如以甲醛为还原剂、硫酸铜为主盐,采用还原法,控制合适的工艺条件,可在炭黑粒子及炭黑聚集体表面比较完整地镀上
聚合物基导电复合材料研究进展_龚文化
聚合物基导电复合材料研究进展 龚文化 曾黎明 (武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉 430070) 摘 要 本文介绍了聚合物基导电复合材料的种类、用途及导电机理。并对碳系填料填充聚合物基导电复合材料及金属系填料填充聚合物基导电复合材料的研究进展进行了综述,最后展望了聚合物基导电复合材料的发展趋势。 关键词 聚合物,导电复合材料,导电机理,炭黑 Progress of polymer matrix conductive composites Gong Wenhua Zeng Lim ing (Institute of M aterial Science and Engineering,Wuhan University of Technology ,Wuhan 430070) Abstract T he classification,applicat ions and conductive mechanism of polymer matr ix conductiv e composites are in -troduced in this paper,and the progr ess of polymer matrix conductive composites filled w ith carbons or metals is rev iewed,A t last,the development tendency of poly mer matrix conduct ive composites is looked ahead. Key words polymer,conductiv e composites,conductive mechanism,carbon black 聚合物基导电复合材料是在基体聚合物中加入另外一种导电聚合物或导电填料,采用物理或化学方法复合后而得到的既具有一定的导电功能,又具有良好的力学性能的多相复合材料,它是导电复合材料的研究重点。随着航空工业及电子信息产业的高速发展,对材料的质量、强度、导电性等综合性能都提出了更高的要求,这就给聚合物基导电复合材料的发展提供了前所未有的机遇。美国对聚合物基导电复合材料的需求量每年以20%~30%的速度 递增,发展潜力十分巨大。在日本,聚合物基导电复合材料也获得了广泛的应用,有关研究课题已被列入通产省于1987年制定的/21世纪产业基础技术研究开发0中12项优先科研项目之一[1]。 聚合物基导电复合材料按高分子基体材料的性质分类,可分为导电性涂料、粘合剂、导电弹性体和导电塑料等。按复合材料的导电性能则可分为半导体复合材料(Q U 107~10108#cm )、防静电复合材料(Q U 104~1078#cm)、导电复合材料(Q U 100~1048 表1 聚合物基导电复合材料的种类及用途 种类 体积电阻率/8#cm 用 途 半导电性复合材料107~1010传真电极板、低电阻带、静电记录纸、感光纸防静电复合材料104 ~107防静电外壳、罩板、电波吸收件、导电轮胎、防爆电缆导电复合材料100~104面状发热体、CV 电缆、导电薄膜 高导电复合材料 10 -3~10 印刷电路、电极板、电磁屏蔽材料、导电涂料、导电胶粘剂 作者简介:龚文化,男,1978年生,复合材料专业研究生。 曾黎明,男,1952年生,教授,博士生导师。 第30卷第4期化工新型材料Vol 130No 142002年4月 N EW CHEM ICAL M AT ERIAL S Apr 12002
不锈钢纤维填充热塑性导电塑料研究进展
第34卷第1期2006年1月化工新型材料N EW CHEM ICA L M A T ERIA LS V ol 34N o 1 5 作者简介:方鲲(1965-),男,博士,教授,研究方向为导电塑料、树脂基复合材料及电磁波吸收材料。 不锈钢纤维填充热塑性导电塑料研究进展 方 鲲1,3 曹传宝1 朱鹤孙1 王 群2 (1 北京理工大学材料科学研究中心,北京100081; 2 北京工业大学材料科学与工程学院,北京100083; 3 苏州国家高新技术开发区 留学人员创业园苏州纳盛通功能高分子材料科技有限公司,苏州215011) 摘 要 导电塑料是防止电磁波污染的一种重要防护性功能高分子材料。综述了不锈钢纤维(SSF)填充热塑性导电塑料的国内外研究进展,并对树脂、不锈钢纤维(SSF)含量、表面处理、加工工艺等因素造成屏蔽性能(SE)变化进行介绍与分析,并指出未来的研究发展方向。 关键词 导电塑料,不锈钢纤维(SSF),电磁波干扰(EM I) Research development of stainless steel fiber filled thermoplastic conductive plastics Fang Kun 1,3 Cao Chuanbao 1 Zhu H esun 1 Wang Q un 2 (1 Central of M aterials Science and Eng ineering ,Beijing Institute o f Technolog y,Beijing 100081;2 Colleg e of M aterials Science and Eng ineering ,U niv ersity of Beijing Industry,Beijing 100083; 3 NST functional poly mers Co.LT D of Suzho u SN D Pioneering Par k,Suzhou 215011)Abstract Conductive plastics is an im po rtant defensive and functional polymer mater ials in resisting electro mag nectic interfer ence(EM I).In this paper ,r esear ch develo pment of stainless steel f iber (SSF )filled ther moplastic conduc tive plastics w ere rev iewed.T he resins,addition chang es and surface t reatment o f stainless steel f iber and pr ocessing co nditions for the effects of shielding effectiv eness (SE)o f the co nductive plastics w er e intro duced and discussed. Key words co nductive plastics,st ainless steel fiber,electro mag nect ic interference(EM I) 导电塑料是由电绝缘性较好的合成树脂和具有优良导电性能的填料及其它添加剂所组成,经注射、模压或挤出成型等方法加工成各种电磁屏蔽复合材料和制品。其中,常用的合成树脂有PE 、PS 、PC 、ABS 、PA 、PBT 、PET 、PPO 、PPS 和高性能热塑性塑料合金等。导电填料一般选用大尺寸的纤维状与片状导电材料。目前,最常用的有金属纤维、金属片材、导电碳纤维、导电石墨、超导炭黑、金属合金填料等。一般说来,导电塑料的屏蔽性能(SE)取决于导电填料的导电性以及它们之间的相互接触程度。由于纤维长径比和接触面积大、彼此更容易搭接,在相同填充量下,则更易形成导电网络而获得较佳的导电性能,故金属纤维填充型热塑性导电塑料是目前 最主要和应用领域最广泛的导电塑料[1,2]。 导电塑料是继导电涂料之后推入市场的新型功能材料,大有后来居上之势。研制和发展新型宽频、电磁兼容、比重低、屏蔽效能高、成本低、易加工的导电塑料,则成为(EM C/EM I)应用领域中电磁防护材料的重要科研方向和迫切的市场需求。 近年来,金属纤维填充热塑性导电塑料得到了快速发展,国外许多公司,如美国GE 公司、Wilson 微纤国际公司,日本大赛珞公司,荷兰DSM 公司等都已有多种类型和不同用途的产品生产与应用。 1 金属纤维填充型导电塑料 国内外对金属纤维填充型导电塑料的研究大多
电磁屏蔽基本知识及应用
电磁屏蔽的原理及应用 摘要：阐述了电磁屏蔽材料的屏蔽原理。介绍了电磁屏蔽材料的发展现状，其中较为详细地介绍了表层导电型屏蔽材料以及填充复合型屏蔽材料。 关键词：电磁屏蔽，危害，屏蔽原理，研究现状 AbStraCt The harms of electromagnetic radiation to electric equipment, fuel, animals and human were intoduced, andthe mechanism of electromagnetic shielding materials and its development was summarized. Key words electromagnetic radiation, shielding, harm, mechanism, development 近几十年来，随着各种电器的普及，电子计算机、通讯卫星、高压输电网和一些医用设备等的广泛应用，由此带来的电磁辐射污染也越来越严重。为此，必须进行电磁屏蔽。 1、电磁屏蔽原理 电磁屏蔽，实际上是为了限制从屏蔽材料的一侧空间向另一侧空间传递电磁能量。电磁波传播到达屏蔽材料表面时，通常有3种不同机理进行衰减:一是在入射表面的反射衰减;二是未被反射而进入屏蔽体的电磁波被材料吸收的衰减;三是在屏蔽体内部的多次反射衰减。电磁波通过屏蔽材料的总屏蔽效果可按下式计算: SE=R+A+B (1)
式中:SE为电磁屏蔽效果，dB; R为表面单次反射衰减;A为吸收衰减;B为内部多次反射衰减(只在A<15dB情况下才有意义)。 一般来说，电屏蔽材料衰减的是高阻抗的电场，屏蔽作用主要由表面反射R 来决定，吸收衰减A则不是主要的。所以，电屏蔽可以用比较薄的金属材料制作;而磁屏蔽体的衰减主要由吸收衰减A决定，反射衰减R不是主要的。根据电磁学的有关知识，可分别得出A, R, B的计算公式: (2) A与电磁波的类型(电场或磁场)无关，只要电磁波通过屏蔽材料就有吸收，它与材料厚度成线性增加，并与材料的电导率及磁导率有关。 反射衰减R不仅与材料的表面阻抗有关，同时也与辐射源的类型及屏蔽体到辐射源的距离有关。对于远场源(平面波辐射源): (3) 对于近场源: 磁场: (4) 电场 (5) 金属屏蔽材料一般都比较薄，A也比较小，通常考虑内部多次反射衰减B。在此情况下，内部多次反射衰减B。在此情况下，内部反射甚至可以发生多次， 形成多次反射。用“多次反射修正项”B来表示这种衰减。