【摘要】：木材是可再生的天然高分子材料。通過化學(xué)鍍技術(shù),在木材表面形成金屬鍍層,在保留木材優(yōu)異特性的基礎(chǔ)上賦予其金屬材料所具有的良好導(dǎo)電及電磁屏蔽性能,極大的拓展了木材的應(yīng)用范圍。目前,木材化學(xué)鍍技術(shù)尚存在可鍍金屬種類較少且屏蔽機(jī)理單一等劣勢(shì)。針對(duì)上述問題,開展了木質(zhì)反射吸收一體化電磁屏蔽材料制備與性能的相關(guān)研究。本研究利用木材化學(xué)鍍銅技術(shù),在楊木單板表面形成銅鍍層并進(jìn)一步在化學(xué)鍍銅過程中加入納米四氧化三鐵顆粒形成復(fù)合鍍層,制備電磁波反射層;利用化學(xué)鍍鐵鎳合金技術(shù),在楊木單板表面形成鐵鎳合金鍍層,并通過多次化學(xué)鍍方法制備電磁波吸收層;參考膠合板制造方法獲得了具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的木質(zhì)反射吸收一體化電磁屏蔽材料。研究結(jié)論如下:1.化學(xué)鍍銅理想工藝條件:鍍液濃度為CuSO_4· 5H_2O 80 g/L,C_4O_6H_4KNa40g/L,EDTA-2Na20g/L,HCHO40mL/L;pH=11.5;反應(yīng)溫度為60℃;反應(yīng)時(shí)間40 min。首先,在此工藝條件下制備的鍍銅單板表面鍍層具有良好的連續(xù)導(dǎo)電性,是理想的反射型屏蔽材料,電磁屏蔽效能最大達(dá)到62 dB;其次,鍍層為晶態(tài)結(jié)構(gòu),表面電阻率存在明顯各向異性,橫紋方向的表面電阻率是順紋方向的2倍;再次,鍍后單板,表面由親水性變?yōu)槭杷浴?.為了進(jìn)一步提高鍍銅單板電磁屏蔽效能,選用納米四氧化三鐵顆粒制備復(fù)合鍍銅板。利用超聲波處理防止納米四氧化三鐵顆粒團(tuán)聚。結(jié)合單因素分析與響應(yīng)面法優(yōu)化超聲工藝,確定理想超聲波處理工藝參數(shù)為:納米四氧化三鐵濃度25 g/L,超聲時(shí)間70 min,超聲功率800 W。相比于普通化學(xué)鍍銅單板,復(fù)合鍍單板鍍層結(jié)構(gòu)更加平整致密,晶粒尺寸減小,具有更好的連續(xù)導(dǎo)電性,電磁屏蔽效能明顯提升。同時(shí),表面電阻率下降且各向異性現(xiàn)象消失,飽和磁化強(qiáng)度值為3.09 emu/g。3.化學(xué)鍍鐵鎳合金單板鍍層結(jié)構(gòu)與性能受鍍液pH值,(NH_4)_2Fe(SO_4)_2·6H_2O、NiSO_4·6H_2O濃度比例的影響。鍍液Fe:Ni比例為5:1((NH_4)2Fe(SO_4)2·6H_20:NiSO_4·6H_2O=50:10 g/L),pH=9.5條件下制備的化學(xué)鍍鐵鎳合金單板單板,具有吸收電磁波的能力,反射損耗小于-5dB的帶寬為2 GHz,反射損耗小于-10dB的帶寬為0.4 GHz,最小反射損耗為-11.7 dB,是一種吸收型屏蔽材料。同時(shí),化學(xué)鍍單板金屬沉積量為38.8 g/m2且飽和磁化強(qiáng)度值與表面電阻率達(dá)到最大值分別為52.37 emu/g,517 mΩ·cm,鍍層由片狀金屬顆粒堆砌而成。4.為了擴(kuò)寬化學(xué)鍍鐵鎳合金單板的吸波帶寬,提升吸波能力。采用多次化學(xué)鍍方法。前兩次采用化學(xué)鍍液配方為NiSO_4·6H_2O 10 g/L,(NH_4)2Fe(SO_4)2·6H_2O 50 g/L,NaH_2PO_2·H_2O 60 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 30 g/L,CH4N2S 0.5 g/L施鍍;第三次化學(xué)鍍液配方為:NiSO_4·6H_2O30 g/L,(NH_4)2Fe(SO_4)2·6H_2O 20 g/L,NaH2PO2·H_2O 60 g/L,Na_3C_6H_5O_7·2H_2O 30 g/L,CH_4N_2S 0.5 g/L施鍍;制備出的化學(xué)鍍鐵鎳合金單板反射損耗小于-5dB的帶寬達(dá)到3.5 GHz,反射損耗均小于-10dB的帶寬為1.6 GHz,最小反射損耗為-24.36 dB。同時(shí),化學(xué)鍍金屬沉積量為100.3 g/m2,表面電阻率為26.3 mΩ·cm,飽和磁化強(qiáng)度為78.5emu/g,鍍層結(jié)合強(qiáng)度為3.6MPa,表面耐磨性失重為0.295 g,5.利用正交試驗(yàn)優(yōu)化得到的反射吸收一體化膠合板的制備工藝條件為施膠量320 g/m2、冷壓時(shí)間20 min、冷壓壓力1.5 MPa,在此工藝條件下制備的一體化膠合板的膠合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度、彈性模量分別達(dá)到1.94、74.35、6912 MPa。反射吸收一體化膠合板在10 kHz-1.5 GHz頻段內(nèi)的電磁屏蔽效能都超過60 dB;在8-17 GHz小于-5 dB的帶寬為6.05 GHz,小于-10 dB的帶寬為2.01 GHz,最小反射損耗為-23.71 dB。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋１邋ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ邋ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑圖ｉ為電磁波譜示意圖，，電磁污染通常指通訊電磁波，電器污染輻射逡逑和雷達(dá)波等長波波段電磁波。即圖１的左邊部分（無線電波，微波）。長波逡逑電磁波實(shí)際應(yīng)用頻率范圍在１００邋ＭＨｚ？５０邋ＧＨｚ之間。表１為我國目前通訊逡逑用微波的主要使用頻段范圍，也是設(shè)計(jì)電磁波屏蔽材料的必要參考。逡逑

圖２是電磁波在屏蔽材料表面的作用機(jī)理。首先入射電磁波在材料第逡逑１界面處的反射作用，即電磁波在屏蔽材料表面發(fā)生的反射，這是最主要逡逑的電磁波衰減作用，能大大減少電磁波對(duì)屏蔽材料另一側(cè)的輻射傷害；另逡逑外在這個(gè)界面上還存在一定的吸收作用，這是由于屏蔽材料在電磁波催生逡逑的電磁場(chǎng)作用下會(huì)產(chǎn)生渦流，以熱能的形式損失；穿透界面１的電磁波在逡逑屏蔽材料內(nèi)部多次反射，產(chǎn)生渦流，損耗電磁波的能量。之后，剩余電磁逡逑波穿透屏蔽材料界面２后繼續(xù)傳播。逡逑電磁屏蔽效能（ＳＥ，邋Ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ邋Ｅｆｆｅｃｔ）是評(píng)價(jià)材料電磁屏蔽效果的主要指逡逑標(biāo)［１２］。電磁屏蔽效能主要取決于上述電磁屏蔽材料表面的反射損耗、吸收逡逑損耗和材料內(nèi)部發(fā)生的多次反射損耗。電磁屏蔽效能ＳＥ的表達(dá)式如下（式逡逑１邋）。逡逑ＳＥ＝Ａ＋Ｂ＋Ｒ邐（１）逡逑式１中，Ａ代表吸收損耗；Ｒ代表表面反射損耗；Ｂ代表材料內(nèi)部多逡逑次反射損耗，計(jì)算時(shí)需要考慮多次反射修正系數(shù)。另外當(dāng)Ａ邋（吸收損耗）逡逑大于１５邋ｄＢ時(shí)，Ｂ邋（多次反射損耗）作用可以忽略不計(jì)。式１可改為：逡逑
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TB34;TS65

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙福辰;電磁屏蔽材料的發(fā)展現(xiàn)狀[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2001年05期

2 畢海峰,張玉梅,王華平;電磁屏蔽材料的發(fā)展[J];產(chǎn)業(yè)用紡織品;2001年06期

3 王錦成;電磁屏蔽材料的屏蔽原理及研究現(xiàn)狀[J];化工新型材料;2002年07期

4 馬洪才,張梅;電磁屏蔽材料的技術(shù)探討[J];山東紡織科技;2003年03期

5 古映瑩;邱小勇;胡啟明;劉雪穎;;電磁屏蔽材料的研究進(jìn)展[J];材料導(dǎo)報(bào);2005年02期

6 趙靈智;胡社軍;何琴玉;李偉善;陳俊芳;汝強(qiáng);;電磁屏蔽材料的屏蔽原理與研究現(xiàn)狀[J];包裝工程;2006年02期

7 何和智;方望來;陳哲;;電磁屏蔽材料的研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];塑料工業(yè);2008年11期

8 杜軍;張平;田飛;;低反射高吸收電磁屏蔽材料的研究現(xiàn)狀[J];太原師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年02期

9 黃福祥,金吉琰,范嗣元,何光輝;電磁屏蔽材料[J];材料導(dǎo)報(bào);1997年03期

10 馮雪;楊偉超;張明輝;葛晨;蘇敏;;電磁屏蔽材料的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];廣東化工;2013年20期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 謝鵬浩;劉尚合;;電磁屏蔽材料的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[A];中國物理學(xué)會(huì)靜電專業(yè)委員會(huì)第十三屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

2 馬向雨;張強(qiáng);武高輝;;廣譜電磁屏蔽材料的設(shè)計(jì)與性能研究[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

3 翟宇;聶彥;沈翔;鄧聯(lián)文;;電磁屏蔽材料的研究進(jìn)展與發(fā)展趨勢(shì)[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集Ⅲ[C];2004年

4 李姜;喻琴;郭少云;;交替層狀高分子基電磁屏蔽材料的設(shè)計(jì)與制備[A];2011中國材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

5 黃曉莉;武高輝;;輕質(zhì)電磁屏蔽材料的開發(fā)[A];大型飛機(jī)關(guān)鍵技術(shù)高層論壇暨中國航空學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

6 張曉寧;王群;葛凱勇;毛倩瑾;周美玲;;一種兼具電磁屏蔽材料及隱身材料特性的合成纖維改性研究[A];第四屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2001年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 郭同誠;木質(zhì)反射吸收一體化電磁屏蔽材料的制備與性能研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 楊彪;填充復(fù)合型電磁屏蔽材料的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

2 陳飛飛;用煤瀝青和造紙黑液中的木質(zhì)素制備電磁屏蔽材料的中試研究[D];武漢科技大學(xué);2005年

3 丁春玲;某些電磁屏蔽材料的制備和性能研究[D];同濟(jì)大學(xué);2006年

4 張曉寧;層狀復(fù)合電磁屏蔽材料的設(shè)計(jì)與制備[D];北京工業(yè)大學(xué);2000年

5 周卉青;石墨/劍麻填充聚丙烯電磁屏蔽材料加工性能研究[D];華南理工大學(xué);2013年

6 徐銘;酚醛樹脂基鍍鋁玻璃纖維電磁屏蔽材料的制備與性能研究[D];中國建筑材料科學(xué)研究總院;2009年

本文編號(hào)：2539401