碳納米管及其復(fù)合材料具有電導(dǎo)率高、重量輕、表面積大、環(huán)保、密度低、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點,是制備集輕、薄、高電磁屏蔽性能于一體的理想材料。然而在碳納米管復(fù)合材料的研究中,碳納米管容易團(tuán)聚的問題會制約碳納米管復(fù)合材料的電導(dǎo)率和電磁屏蔽等性能。另外在制備碳納米管聚合物復(fù)合材料時,材料成型的微結(jié)構(gòu)不可控,且結(jié)構(gòu)重現(xiàn)性非常差。針對上述問題,本課題提出采用球磨的方法來實現(xiàn)碳納米管在復(fù)合材料中的均勻分散,并且采用具有微結(jié)構(gòu)可精確控制、重現(xiàn)性強(qiáng)以及無需成型模具等特點的3D打印技術(shù)作為成型方式,通過研究制備打印墨水時的球磨時間和碳納米管濃度,探究打印組件與導(dǎo)電性和電磁屏蔽性能之間的關(guān)系,本課題的主要研究內(nèi)容包括如下幾個方面:（1）采用球磨的方式制備碳納米管在復(fù)合材料中均勻分散的3D打印墨水,通過改變球磨參數(shù)中的球磨時間,探究3D打印多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的碳納米管/殼聚糖組件的導(dǎo)電性和電磁屏蔽特性。結(jié)果顯示,球磨時間的增加可以有效提升碳納米管/殼聚糖復(fù)合材料組件的電導(dǎo)率和電磁屏蔽性能。最佳的球磨時間出現(xiàn)在8h,在8.2GHz-12.4GHz的頻率范圍內(nèi),電磁屏蔽效能值最高可以達(dá)到25.1d B。（2）通過制備... 

【文章來源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

傳輸線法電磁屏蔽機(jī)理圖

天津工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文6圖1-2CNT/GTR復(fù)合材料的成型流程及其電導(dǎo)和電磁屏蔽性能[32]Huang等采用三種不同長徑比的CNTs制備了CNT/環(huán)氧復(fù)合材料，研究了長徑比和壁厚對EMI屏蔽的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，三組SWCNTs復(fù)合材料在低載荷下的SE差異較小，但當(dāng)CNTs載荷增加時，長SWCNTs復(fù)合材料的SE增長最快，而短SWCNTs復(fù)合材料的SE增長最慢。CNTs含量為15%，厚度為2mm時，測定了長徑比CNTs、退火后的短徑比CNTs和短徑比碳納米管復(fù)合材料的屏蔽效能SE分別為25、21和16dB[33]。Mathur等人比較了溶劑澆鑄法制備的聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯納米復(fù)合材料的性能，得到的屏蔽效能在10vol%的濃度下可以達(dá)到18dB(8-12GHz，t=0.3mm)，這與樣品電導(dǎo)率直接相關(guān)。采用溶劑澆鑄法在聚氨酯中分散CNTs。含量為20%的納米粒子的加入使SE提高到18dB(8-12GHz，t=2mm)。其中反射是主要的屏蔽機(jī)制，但吸收的相對貢獻(xiàn)隨著填料含量的增加而增加[34]。Arjmand等人報道了面向流體和隨機(jī)分布的MWCNTs填料在聚碳酸酯(PC)復(fù)合材料中，通過攪拌均勻混合聚碳酸酯和碳納米管(15wt%MWCNT)，然后進(jìn)行注射成型或壓縮成型。據(jù)報道，CNTs在MWCNTs/PC復(fù)合材料中的有序排列顯著提高了電阻率和滲透閾值，而CNTs的隨機(jī)分布提高了碳納米管與低滲閾值接觸的可能性。當(dāng)CNTs的含量為5%wt%時，MWCNT/PC復(fù)合材料(厚度1.85mm)的EMISE約為25dB，反射損耗約為4.5dB[35]。

第一章緒論71.3.3碳納米管/磁性粒子復(fù)合材料磁粒子對電磁波的損耗具有非常大的作用。通過Ni、Fe、Co、FeCo以及羰基鐵等磁性顆粒及其氧化物Fe3O4、CoFe2O4等對CNTs進(jìn)行改性。CNTs/磁性顆粒復(fù)合材料更大的飽和磁化強(qiáng)度可以保證其較好的電磁波損耗性能。Lin等合成了CNTs/Fe納米線復(fù)合材料，其最大RL為22.73dB[36]。Yang等人合成了CNTs/鈷納米復(fù)合材料，磁性粒子鈷均勻分布在CNTs表面，復(fù)合材料的最大RL為36.5dB。制備的多磁性金屬合金復(fù)合材料，如棒狀的FeCo/CNTs，結(jié)果顯示在12.56GHz時，F(xiàn)eCo/CNTs復(fù)合材料的最大RL為46.5dB，有效的電磁波吸收帶寬為3.92GHz[37]。Gui等人報道稱CNTs與w型六方鐵氧體的結(jié)合在28GHz下具有優(yōu)異的電磁波吸收性能。在8.5GHz條件下，CNTs/w型六方體鐵氧體復(fù)合材料的最大RL達(dá)到21.9dB[38]。Li等人采用簡單的溶劑熱法制備了致密涂層的CNTs/Fe3O4復(fù)合材料和疏松涂層的CNTs/Fe3O4復(fù)合材料。制備的復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和電磁波吸收性能如圖1-3所示。結(jié)果顯示制備的復(fù)合材料的有效電磁波吸收帶寬為8.3GHz[39]。圖1-3CNTs/Fe3O4復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和電磁波吸收性能綜上所述，碳納米管及其復(fù)合材料在電磁屏蔽領(lǐng)域扮演著非常重要的角色。然而在實際應(yīng)用中，純碳納米管和碳納米管/磁性顆粒復(fù)合材料的機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性等功能性遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求。而碳納米管/聚合物復(fù)合材料以種類多樣、可加工性強(qiáng)、成本低、導(dǎo)電和高強(qiáng)度等功能性卓越尤為受人青睞，實際應(yīng)用中廣泛作

【參考文獻(xiàn)】：
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