隨著智能通信設(shè)備的迅速增加,電磁波污染已經(jīng)成為不可忽視的重大污染之一,高性能電磁屏蔽材料的研究與應(yīng)用引起了學(xué)術(shù)與工程界的極大關(guān)注。相比于傳統(tǒng)的金屬基電磁屏蔽材料,導(dǎo)電聚合物材料具有柔性、輕質(zhì)、耐腐蝕以及加工成本低等優(yōu)點,成為了近年來電磁屏蔽領(lǐng)域的研究熱點之一。然而導(dǎo)電聚合物材料的電導(dǎo)率要遠低于金屬材料的電導(dǎo)率,因此,如何在實現(xiàn)高效的電磁屏蔽性能的同時,盡可能降低導(dǎo)電聚合物材料的密度和厚度,提高材料的電磁波吸收損耗占比成為了聚合物基電磁屏蔽材料的關(guān)鍵研究問題。本文主要研究了碳納米管（CNTs）和金屬鎳（Ni）對聚偏氟乙烯（PVDF）材料導(dǎo)電和電磁屏蔽性能的影響,探討了PVDF基復(fù)合材料超臨界CO2的發(fā)泡性能,揭示了泡孔結(jié)構(gòu)對PVDF基復(fù)合材料的導(dǎo)電和電磁屏蔽性能的影響機理,其主要研究內(nèi)容如下:1、采用溶劑熱法原位合成了新型鏈狀碳納米管包覆鎳（Ni@CNTs）磁性粉末,然后通過溶液混合和熱壓成型的方法制備了柔性的PVDF/CNTs/Ni@CNTs復(fù)合材料。研究了碳納米管（CNTs）和Ni@CNTs對PVDF/CNTs/Ni@CNTs柔性復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和電磁屏蔽性能的影響程度。通過調(diào)節(jié)C... 

【文章來源】：浙江師范大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MXene材料的電磁屏蔽機理示意圖[35]

第1章緒論71.1mm)在X頻段的電磁屏蔽效能分別為32.7dB，35.6dB。這主要歸因于石墨烯納米片具有獨特的二維片狀結(jié)構(gòu)，與碳納米管的一維管狀結(jié)構(gòu)相比，二維片狀結(jié)構(gòu)的大比表面積有利于增加電磁波的內(nèi)部多重反射損耗，從而提高復(fù)合材料的電磁屏蔽性能。1.2.4基體結(jié)構(gòu)增強聚合物基電磁屏蔽性能為了提高導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的電磁屏蔽性能，除了開發(fā)新型納米粒子外，科研工作者也在不斷嘗試設(shè)計導(dǎo)電聚合物的微觀結(jié)構(gòu)，使電磁屏蔽復(fù)合材料滿足更多場合的應(yīng)用需求。其中，廣泛研究的微觀結(jié)構(gòu)有泡孔結(jié)構(gòu)、多層結(jié)構(gòu)以及隔離網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1、泡孔結(jié)構(gòu)隨著航空航天、汽車工業(yè)以及無線通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，電磁屏蔽復(fù)合材料不僅要具有高屏蔽效能，還要具有質(zhì)輕的特點。發(fā)泡技術(shù)被認為是有效解決該問題的方法，因為泡孔結(jié)構(gòu)不僅可以有效降低導(dǎo)電聚合物的密度，而且可以改變導(dǎo)電填料在聚合物中的分布，使導(dǎo)電填料由隨機分布變成沿泡孔壁有序分布，提高導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)電性能。此外，由于泡孔中氣體的存在，可以提高復(fù)合材料表面的阻抗匹配性，使更多的電磁波進入復(fù)合材料；而且泡孔結(jié)構(gòu)的存在使電磁波在泡孔壁上的發(fā)生多重反射損耗，提高復(fù)合材料的電磁波損耗能力，如圖1.2所示。因此，泡孔結(jié)構(gòu)是吸收主導(dǎo)型電磁屏蔽復(fù)合材料的研究熱點。圖1.2多孔結(jié)構(gòu)復(fù)合材料電磁屏蔽機理示意圖[53]超臨界流體發(fā)泡技術(shù)由于采用綠色環(huán)保的物理發(fā)泡劑以及可大規(guī)模生產(chǎn)的特點而成為當(dāng)前微孔發(fā)泡技術(shù)的主流研究方向之一。Ameli等人[54]采用注塑發(fā)泡成型技術(shù)

第1章緒論10觸并形成導(dǎo)電通路，從而使導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的滲濾閾值下降，也就是說在相同含量導(dǎo)電填料的聚合物中，隔離結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的電導(dǎo)率要高于隨機分布的導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。而復(fù)合材料的電導(dǎo)率的提高又可以改善復(fù)合材料的電磁屏蔽性能，同時，由于隔離結(jié)構(gòu)中的導(dǎo)電通路與聚合物基體形成阻抗不匹配界面，增加了復(fù)合材料的多重損耗能力，從而提高復(fù)合材料的電磁屏蔽性能[70]。Wang等人[71]通過機械混合和熱壓成型的方式制備了具有隔離結(jié)構(gòu)的PVDF/MWCNT納米復(fù)合材料，MWCNT含量為7wt%的PVDF復(fù)合材料的電導(dǎo)率為0.06S/cm，并且在X頻段的電磁屏蔽效能可達30.89dB。Sharif等人[72]通過乳液聚合的方法制備了具有隔離結(jié)構(gòu)的PMMA/RGO納米復(fù)合材料，該復(fù)合材料的滲濾閾值為0.3vol%，并且含有2.6vol%rGO的PMMA復(fù)合材料的電磁屏蔽效能可達63.2dB，厚度為2.9mm。Ren等人[73]將PLA顆粒與MWCNT粉末通過簡單的高速共混再注塑成型的方式制備了隔離結(jié)構(gòu)的PLA/CNT復(fù)合材料。含有3wt%CNTs的PLLA/CNTs復(fù)合材料的電導(dǎo)率為6.42S/m，并且在X頻段的電磁屏蔽效能為31.02dB。圖1.3隔離結(jié)構(gòu)導(dǎo)電聚合物中導(dǎo)電粒子的分布圖[70]1.3本文的主要研究內(nèi)容本文以PVDF為聚合物基體，多壁碳納米管為導(dǎo)電納米填料，通過溶液混合法制備PVDF基導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，并通過對聚合物結(jié)晶的與結(jié)構(gòu)調(diào)控改善PVDF基導(dǎo)

【參考文獻】：
博士論文
[1]聚合物電磁屏蔽復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計與性能研究[D]. 許亞東.中北大學(xué) 2019
[2]PVDF基復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)設(shè)計與電磁屏蔽性能研究[D]. 王慧.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018



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