纖維類復(fù)合材料
2. 3. 1 復(fù)合導(dǎo)電纖維
復(fù)合導(dǎo)電纖維是利用化學(xué)鍍、真空鍍、聚合或電漿等方式, 使金屬附著在纖維表面上形成金屬化纖維, 或在纖維內(nèi)部摻入 金屬微粒物質(zhì), 再經(jīng)過熔融抽成導(dǎo)電性或?qū)Т判岳w維。常用的 纖維有銀纖維、銅纖維、碳纖維、鐵纖維、不銹鋼纖維及鍍金屬 玻璃纖維等。文獻(xiàn)詳細(xì)闡述了碳纖維的性能特點以及在 增強(qiáng)塑料中作為填充材料型、結(jié)構(gòu)材料型、復(fù)合材料型3種應(yīng) 用形式的主要研究內(nèi)容, 比如在碳纖維表面包覆金屬Au、Ag、 Cu、Ni、Zn, 或鍍覆S iC, 沉積石墨顆粒等。臺灣CH I - YUAN HUANG等人制備了化學(xué)鍍鎳的碳纖維∕ ABS 復(fù)合材料 和碳纖維/ABS化合物, 研究了微觀結(jié)構(gòu)對其物理性能的影 響, 在30 ～ 1000MH z時SE 最高達(dá)47dB;研究了熱處理對化學(xué) 鍍沉積N i - P碳纖維∕ ABS 化合物的電磁屏蔽性能影響規(guī) 律, 在600℃時電阻率達(dá)到最小。文獻(xiàn)研究了用粘接與化 學(xué)鍍制備銅、鎳覆蓋碳纖維復(fù)合ABS 的屏蔽效果, 表明化學(xué)鍍 銅、鎳的碳纖維∕ ABS復(fù)合材料中, 由于纖維的分散性以及鍍 層和纖維的良好結(jié)合性而顯示出優(yōu)異的屏蔽效果。日本推出 的鐵纖維與尼龍6、聚丙烯、聚碳酸酯等樹脂混合而制成的屏 蔽塑料, 其中FE - 125、FE - 125MC、FE - 125HP三個品種的鐵 纖維填充率為20% ～ 27%(體積), 其SE 可達(dá)60 ～ 80dB。 韓國H. K. K im 等人通過化學(xué)和電化學(xué)的方法, 在PET上 聚合一層本征型導(dǎo)電聚合體( ICP), 表明:ICP /PET復(fù)合材料 有很高的電導(dǎo)率, 電阻率低達(dá)0. 3Ψ cm, 寬頻(50MH z ～ 1. 5GH z) SE 達(dá)35dB。他們還用化學(xué)方法在PET織物上聚合了 PPy, 形成電阻率低達(dá)0. 2Ψ cm 的PET /PPy 化合物, 在相同 頻率范圍SE 達(dá)36dB, 而且作者認(rèn)為PET / PPy 不僅是高性能 電磁屏蔽材料, 而且還是很好的吸波材料。美國Chhiu - Tsu Lin等用DAAS水溶液沉積技術(shù)在石英管和更難熔的陶瓷 纖維上沉積一層La0. 83 S r0. 17MnO3 薄膜(約0. 1μm), 探討了外 界環(huán)境對薄膜的μ和σ的影響規(guī)律, 以及晶體結(jié)構(gòu)、薄膜形態(tài)、 電阻系數(shù)、磁化、輻射吸收和反射等對薄膜性能的影響規(guī)律, 其 標(biāo)準(zhǔn)的電場衰減效能相當(dāng)于25μm 厚的銅管、鋁箔和Ag - N i 微粒彌散分布的屏蔽紙, 在10kH z時SE 達(dá)35dB, 在60H z(或 >1MH z)時達(dá)15dB。
2. 3. 2 金屬化織物
金屬化織物是利用金屬纖維與紡織纖維相互包覆, 或在一 般紡織品表面上鍍覆金屬物質(zhì)以制造金屬化織物, 具有金屬光 澤、導(dǎo)電、電磁屏蔽等功能, 同時又保持紡織品原有的柔軟性、 耐彎曲、耐折疊等特性, 屬于反射損耗或反射與吸收損耗相結(jié) 合的材料。主要有碳纖維與普通纖維混紡織物、金屬纖維無紡布、普通化纖絡(luò)合銅纖維織物、普通布化學(xué)鍍∕ 電鍍金屬化合 物織物等。常用方法有金屬絲和其它纖維混編、蒸發(fā)噴涂、濺 射、化學(xué)鍍、等離子處理等。
目前, 國內(nèi)外防電磁輻射織物主要有3 種途徑生產(chǎn) :
(1)不銹鋼纖維。采用不銹鋼纖維與其他化學(xué)纖維、棉纖維等 混紡形成電磁屏蔽織物。但存在金屬纖維不易牽伸、細(xì)紗粗細(xì) 節(jié)多、混和不勻、斷頭率高等問題;(2)多離子涂層。采用多種 金屬離子涂敷粘附在普通織物上, 形成具有一定電磁屏蔽功能 的織物, 屏蔽效能一般在20dB 左右。(3)金屬鍍層。采用化 學(xué)沉積方法在普通織物表面牢固地“鍍”上一層高導(dǎo)電金屬 層;或是采用真空鍍A l、金屬濺射等物理汽相沉積形成電磁屏 蔽織物。本課題組在無紡布上用磁控濺射鍍和多弧離子鍍技 術(shù)制備的單層N i膜, 經(jīng)中國上海測試中心(MA)檢測, 當(dāng)頻率 為10MH z時, 屏蔽效能為34. 7dB, 被屏蔽99. 97%;在30、100、 300、1000、3000(MH z) 時屏蔽效能均在33. 5dB 以上, 被屏蔽 電磁波均達(dá)99. 96%以上。日本一研究所采用沉積聚合的新 工藝, 得到了表面沉積有一層石墨碳粒的碳纖維, 其導(dǎo)電率提 高了100倍, 研究人員認(rèn)為此種纖維在電磁屏蔽和吸波材料應(yīng) 用方面有很大潛力。據(jù)國外紡織研發(fā)部門測試:由1 %不 銹鋼纖維制成的機(jī)織布, 在1800MH z環(huán)境下的電磁屏蔽率為 88. 86%, 在2450MH z則有92. 33%的屏蔽率;含3%不銹鋼金 屬纖維的機(jī)織布, 在1800MH z下有98. 43%的屏蔽率, 在2450 MH z下有98. 49%的屏蔽率;至于混紡5%的不銹鋼纖維, 其產(chǎn) 品均有99%以上的屏蔽率 。C. Y. Lee 等人用化學(xué)方法 聚合的PPy - NSA /AgPd /PE /Ag、PPy -AQSA /PET 和Ag /PE / Ag, 屏蔽效能分別達(dá)80、22、55(dB)。湖南三才光電信息材料 公司生產(chǎn)SGP柔性鍍膜屏蔽材料, 在10kH z ～ 10GH z范圍內(nèi) SE 為20 ～ 60dB。浙江三元電子科技有限公司用化學(xué)法沉積 N i、Cu的導(dǎo)電布, 其SE ≥ 40dB。
2018-03-13