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短切碳纤维在电磁屏蔽领域的应用研究ManBetX正网

日期: 2019-07-13
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  现如今,电子设备在我们的生活中扮演着重要的角色,为我们生活提供便利的同时也带来了一些问题。由于这些电子设备需要借助电磁来传递信息,因此它们在工作时需要向外发射电磁波,我们把电磁波向空中发射或泄露的现象称为电磁辐射,它已经成为除水、噪音、空气之外的第四大环境污染,因此,电磁屏蔽材料的研究与开发成了专家们的研究重点之一。

  碳纤维是一种高性能纤维,具有良好的电磁屏蔽性能,不仅如此,它还具有比金属钢更高的强度,其模量超过所有金属、有机高分子和无机陶瓷纤维,有较好的震动阻尼性和抗蠕变性。挪恩复材在碳纤维复合材料电磁屏蔽方面有着较为深入的研究,目前已经成功为某军工企业研制出一款具备电磁屏蔽功能的碳纤维军用运输箱产品。ManBetX正网

  国内外有很多针对短切碳纤维在电磁屏蔽领域的研究,其中对于短切碳纤维在基体当中的吸波机理有两种不同的看法:一种是认为短切碳纤维在吸波材料中的存在形式是半波振子。在短切碳纤维的近区存在的似稳感应场能够激起耗散电流,而周围基体的作用会衰减耗散电流,将雷达波转换为以热能为主的其他形式能量。

  另一种是认为短切碳纤维作为偶极子在电磁屏蔽过程中起到了吸波的作用,因为作为偶极子的短切碳纤维由于基体存在于其周围,电磁场的作用下产生的极化耗散电流被衰减,将雷达波转换成了其他形式的能量。

  短切碳纤维的长度可以影响其电磁屏蔽吸波性能,并且短切碳纤维的长度和填充量直接有着直接关系。专家经过研究发现,短切碳纤维的长径比与材料的电磁屏蔽性能成正比,在短切碳纤维长度较短时,由于电流沿纤维长度方向流动的时间太短,产生的电导较小,以至复介电常数和损耗较小。

  而当短切碳纤维太长时,ManBetX正网由于碳纤维本身的良导电性材料会产生较强的反射,此时的电磁屏蔽材料也不会产生较大的复介电常数,因此连续碳纤维无法作为吸波纤维应用到电磁屏蔽材料中,只有当电磁屏蔽材料中含有特定含量和长度的短切碳纤维才能有良好的复介电常数和频响特性。

  复合材料中短切碳纤维的含量也是影响其电磁屏蔽性能的因素之一。这是因为复合材料中短切碳纤维的含量存在一个峰值,可以使屏蔽材料获得最优异的电磁屏蔽性能。根据西北大学的研究表明,当短切碳纤维填充量较低时,短切碳纤维由于彼此间接触的几率较小,从而难以产生相互作用,短切碳纤维在此时成为相互独立的电偶极子,构成一种多元离散振子阵,无法形成一个连续的导电网络,此时的复介电常数和频响变化量也较低。

  随着复合材料中短切碳纤维含量的增加,短切碳纤维相互间的接触机会增加,提高复合材料的导电性,构成一种导电通道,从而增大材料的介电常数和频响变化量;当短切碳纤维含量继续增加时,由于单位体积的短切碳纤维含量较多,相互靠近的振子间电力线出现排斥作用,电场相互叠加,从而显示出强反射特征。因此,短切碳纤维的含量实际上存在一个峰值,含量在峰值附近可以使材料获得最优的电磁屏蔽性能。

  虽然国内碳纤维电磁屏蔽的技术还不够成熟,但挪恩复材基于对自身产品研发的高度重视,现阶段已经具备合作开发和生产碳纤维电磁屏蔽产品的技术和能力,同时还可以利用专业的复合材料CAE分析技术,评估出碳纤维最有效使用的最佳结构方案,为客户提供最优质的碳纤维产品。返回搜狐,查看更多

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