碳化細菌纖維素-磁性金屬鎳復合材料的制備與電磁屏蔽效能的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學技術的高速發(fā)展，各種電子、電氣設備日益深入人們的生活中;同時各種電子、電氣設備帶來的電磁污染已成為一種繼水污染、大氣污染和噪音污染之外的另外一個新的社會公害，引起人們的高度關注。電磁輻射既會對人體器官傷害，與會使各種電子儀器無法正常工作或損壞。電磁屏蔽就是利用導電或導磁材料以切斷傳播途徑的方式將電磁輻射限制在某一規(guī)定的空間范圍內，以避免干擾源對其造成干擾。近年來，屏蔽材料正向著高效化、輕量化和復合化方向發(fā)展。本文針對目前屏蔽

2、材料成本高、密度大等缺陷，以質輕、價低、抗腐蝕、耐高溫的新型生物制碳纖維為原料，利用磁控濺射和化學鍍的方法制備了鍍Ni碳纖維復合粉末，并對其形貌、組成、結構、磁性能及電磁性能進行了分析表征。制備了磁控濺射鍍Ni碳纖維和化學鍍Ni碳纖維/石蠟復合材料，并對復合材料的的屏蔽性能等進行了研究。
　　結果表明，對直接干燥處理后的細菌纖維素進行磁控濺射鍍鎳，得到的BC/Ni復合材料纖維結構完整，纖維表面鍍層完整致密，以非晶態(tài)為主，摻雜部分微

3、晶。然后將BC/Ni復合材料選擇1000℃進行碳化，制備出來的新型碳纖維素/Ni復合粉末都是典型的磁性復合材料。在0.6～18GHz頻率范圍內，鍍60nmNi的新型碳纖維的屏蔽性能相對純碳纖維要好，當30wt％的CBC/Ni復合材料與石蠟復合熱壓成為3mm厚度的圓環(huán)測試電磁參數，屏蔽效能隨著頻率的增加而增加，其中當頻率達到18GHz時復合材料的屏蔽效能有最大值達到12dB，比純的碳化細菌纖維素屏蔽效能超出5dB。碳纖維表面鍍覆的鎳金屬之

4、后屏蔽效能有所增加;磁控濺射鍍Ni的碳纖維比純的碳纖維屏蔽性能要好。
　　經研究，對于冷凍干燥的細菌纖維素纖維結構要比直接干燥的細菌纖維素要好，故采用冷凍干燥的細菌纖維素作為原料進行各種表征，得到細菌纖維素在一定溫度下碳化處理可得到一種新型的網絡狀碳納米結構，并且隨著碳化溫度升高纖維致密性越來越好，當碳化溫度升高到1400℃時，纖維組織結構遭到破壞，變得混亂無序;碳化溫度為1200℃時碳纖維具體最好的纖維狀結構，故采用1200℃為

5、碳化溫度碳化細菌纖維素，該碳纖維采用化學鍍在纖維表面鍍一層鎳具有很好的改性作用，鍍Ni碳纖維/石蠟復合材料中填料的分散性很好，具有良好的導電通道。在0.6～14GHz頻率范圍內，以30％鍍Ni碳纖維為填料的石蠟基復合材料對微波的屏蔽效果很好，同樣屏蔽效能隨著頻率的升高而升高。其中當頻率達到14GHz處有最大屏蔽效能值為51dB，比純的碳纖維屏蔽效能增加了10dB，填料為20％時，復合材料的最大屏蔽效能值為28.5dB，比純碳纖維屏蔽效能