3.导电高分子聚合物
典型本征导电聚合物中的聚苯胺(PANI)由于其结构多样化、环境稳定好、易加工、价格低廉以及特殊的掺杂机制而成为导电聚合物的研究热点,尤其是在微波吸收和屏蔽电磁干扰(EMI)方面。
导电聚苯胺具有重量轻、韧性好、易加工、电导率易于调节的优势,用它做电磁干扰屏蔽材料可以弥补典型金属型电磁屏蔽材料的成型缺陷。从电损耗等许多因素是材料的导电和介电特性。宋贤月等从掺杂工艺出发,利甲酚作掺杂溶剂[6],因为间甲酚有二次掺杂效应,它能让“缠结”的PANI主链“扩展”开,使PANI主链的排列和构象发生变化,PANI主链共轭结构得到增强,从而使导电聚苯胺的导电率到达最大值,较大地提高了其磁屏蔽性能。在此基础上,再用樟脑磺酸作为掺杂剂并用机械研磨混合对聚苯胺进行掺杂,可以得到的最高导电率为13.4S/cm,完全满足用这种方法节省掺杂剂,使用溶剂较少,制备导电聚苯胺的效率高,材料制成的薄膜导电率可到达370S/cm,完全满足电磁屏蔽材料对电导率必须大于10S/cm的要求。对于有机磺酸掺杂的聚苯胺,当厚度为26m时,屏蔽效能为35dB,所用薄膜导电率为150S/cm;当屏蔽增加到80m时,屏蔽效能可达到70dB。我国华音科技有限公司所研制的屏蔽系列电磁涂料[7]在80m时,屏蔽效能能达到40~60dB,但由于其中掺有金属粉末,因而比重较大,达2.1g/cm3,而在应用过程中,总是希望材料越薄越轻越好。这种新型聚苯胺薄膜的密度约为1.2g/cm3,比掺有金属粉末的复合型电磁涂料的密度小,因此将更有应用前景。
4.非晶型屏蔽材料
非晶型屏蔽材料是利用在原始屏蔽体上增加一层某一厚度的非晶太物质,通过非晶态物质的特殊性质,和原来屏蔽体复合后达到较好的电磁屏蔽性能。非晶态层的形成目前主要有以下几种方式:
(1)用某些电解液在金属表面上沉淀的非晶薄膜[8]。例如在1.00mm厚的电工钢10895、0.50mm厚的合金80HXC和81HMA以及1.00厚的AMr和Amu型铝合金上镀上厚10~20m的NI-P非晶镀层,所有试样的E(电场)项分量的衰减水平和原始材料的性能一样,都是高而稳定的;其M(磁场)项分量则较原来材料有较大改善,使合成材料最终屏蔽效能值大大提高。
(2)非晶合金纤维组成材料。它是将屑状或薄片状的非晶态物质用有机粘合剂粘接后再用热挤压发制成的。例如使用非晶纤维和针状铝组成的混合物,这种结构具有立体的网状组织,其质量比具有等效屏蔽性能的单一材料小1/3~1/2,这样在保持材料屏蔽性能不变的同时,大幅度降低制作的成本。
(3)等离子喷涂制得的大块非晶镀层。这种方法由于在制作非晶镀层的过程中不会破坏原来集体的屏蔽性能,故最终组成物应该加上一定的热处理工序,使材料的屏蔽性能最佳化。
(4)多层非晶镀层。类似材料结构的复合,这样做可以充分利用各非晶镀层的有点,进一步提高材料的最终屏蔽性能值,但该方法目前还面临许多技术难题,如各非晶层之间的粘接、各镀层厚度的优化组合等,有待于更深一步的研究。
5.纳米材料
纳米材料是指材料尺寸线度在纳米级,通常在1~100nm之 间的准零维超微粉、一维超细薄膜或一维超细纤维或由它们组成的固态或液态材料。纳米材料是物质从宏观到微观的过渡,物质的表面态超过体内态,量子效应十分显著,并失去作为宏观物态物质所具有的特性,成为低维材料。纳米材料的特殊的特殊结构导致奇异的表面效应和体积效应,使其他屏蔽材料复合所得的新型材料是 一种极有前途的电磁屏蔽材料。 |