碳纤维电磁屏蔽材料

概述

随着现代电子工业的高速发展，在军用、商用、医用以及家用等方面的电子产品数量激增；而电子线路和元件微型化、集成化、轻量化与数字化均导致这些电子产品受外界电磁波干扰出现图像障碍、声音障碍等误动情况；并且这些电子产品本身也对外发射电磁波，造成电磁波公害。目前大多数电子产品外部壳体材料都选用的工程塑料，并不具备电磁屏蔽能力。

为了解决这一问题，找到能具有导电性的电磁屏蔽复合材料就显得格外迫切了。近年来，由于碳纤维成本下降和制造技术的提高，碳纤维复合材料受到从事电磁屏蔽材料研究人员的关注。由于碳纤维复合材料可将成型加工和屏蔽一次性完成，并且具有优良的力学性能，可以进行批量生产，因此对碳纤维电磁屏蔽材料的研究是一个重要的发展方向。

军用碳纤维电磁屏蔽箱体

电磁屏蔽的原理是利用屏蔽体的反射、衰减等使场源产生的电磁波能量不能进入到被屏蔽区域。电磁屏蔽主要依靠屏蔽体（如：碳纤维电磁屏蔽材料）的反射和吸收作用，反射是由于介质（空气）与屏蔽体的波阻抗不一致引起的。二者相差越大，反射损坏就越大。吸收则是由电损耗、磁损耗以及介电损耗等组成。这些损耗转化为热消耗在屏蔽体内，从而达到阻止电磁辐射和防止电磁干扰的目的。

表面镀有SiC的碳纤维复合材料，在频率为500MHz时，屏蔽效能可大48dB。采用直径为0.1靘、填充量为19vol.%的短切碳纤维制成的碳纤维增强材料，在频率为1GHz时，屏蔽效能高达74dB。用15wt%镀镍碳纤维填充PA、PC等树脂制成的碳纤维导电材料不仅屏蔽效果好（频率500MHz时达44dB），并且具有比较优良的抗老化性能，实验表明：在60℃和相对湿度为90%的恶劣条件下，经2000h的耐久测试，结果显示其导电性能基本保持稳定。而3mm长度的碳纤维与含量为5wt%的CF/PVC树脂制成的碳纤维屏蔽材料可获得30dB以上的屏蔽效果，当CF含量为10wt%hi，可达到接近铜箔的屏蔽效果。

医疗用碳纤维电磁屏蔽箱盖

在体积百分比相同的情况下，碳纤维以及镀镍碳纤维复合材料的电磁屏蔽效果没有镍纤维复合材料好，但在实际测试中发现，碳纤维复合材料本身优良的力学性能和抗氧化抗腐蚀能力较好，可以弥补这一缺点。碳纤维电磁屏蔽材料可广泛用于制作或者装饰用途的房间或者设备（如医院CT室、屏蔽暗室、军用电磁屏蔽箱体等），并可以广泛应用于建筑、装饰、维修、家具制造等各个领域。