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填充复合型电磁屏蔽材料的研究

作 者: 杨彪
导 师: 何和智
学 校: 华南理工大学
专 业: 材料加工工程
关键词: 电磁屏蔽 屏蔽效能 导电性能 剑麻 导电炭黑
分类号: TB34
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要


随着信息技术的发展,电磁辐射越来越引起人们的广泛关注,电磁辐射既会引起人体器官伤害,也会使各种电子仪器无法正常工作或损毁。电磁辐射引起的电磁污染已与大气污染,水污染,噪音污染并列为第四大污染。因此电磁波屏蔽材料已成为当今研究的热点,为了取得更好的屏蔽效果,各国在电磁屏蔽理论与新型屏蔽材料的研发上做了大量的研究。针对传统炭黑填充系电磁屏蔽材料中炭黑填充量大,难分散造成复合材料屏蔽效能较低的缺点,本文首次提出以化学处理过的剑麻纤维为载体,吸附导电炭黑之后制得了剑麻/炭黑导电填料,再与聚丙烯树脂经螺杆挤出机混合后模压制备了剑麻/炭黑/聚丙烯电磁屏蔽复合材料。探索了电磁屏蔽复合材料研究的一个新方法,测试可知制得的剑麻/炭黑/聚丙烯复合材料具有屏蔽性能。研究了吸附导电炭黑的剑麻纤维长度、添加量对电磁屏蔽复合材料导电性能和在常规100MHz-1GHz频率范围内对电磁屏蔽效能的影响规律,探讨了复合材料各组分在常规频段上的电磁波交互作用的机理。并研究了其对复合材料拉伸性能的影响。实验结果表明:在剑麻/炭黑/聚丙烯填充复合型电磁屏蔽材料中,复合材料具有屏蔽性能且最高可达到28dB(分贝)。当剑麻纤维长度一定时,电磁屏蔽效能随剑麻/炭黑添加量呈先增加后降低的趋势,并在添加量为20%-30%时屏蔽效能比其它含量时要高;当剑麻/炭黑添加量一定时,随着纤维长度的增加,复合材料屏蔽效能成逐渐下降的趋势,综合分析可知,当电磁波频率在400M-600M之间,纤维长度为2mm,剑麻/炭黑添加量为20%时(此时吸附炭黑含量为1%),电磁屏蔽效能最高为28dB,在此频率范围内复合材料的屏蔽效能比相同炭黑含量的纯炭黑/聚丙烯的屏蔽效能提高了40%,约10dB。当炭黑含量相同时,剑麻/炭黑/聚丙烯填充复合型电磁屏蔽材料的成本比炭黑/聚丙烯降低了30%。但复合材料拉伸性能随剑麻/炭黑含量的增加有一定程度的降低。

全文目录


摘要  6-7
ABSTRACT  7-11
物理量名称及符号表  11-12
第一章 绪论  12-36
  1.1 电磁辐射的危害和防治  12-19
    1.1.1 电磁波的基本概念  12-13
    1.1.2 电磁波辐射的危害  13-17
    1.1.3 减少电磁辐射危害的方法  17-18
    1.1.4 开展电磁波屏蔽材料研究的重要意义  18-19
  1.2 电磁屏蔽的基本理论  19-28
    1.2.1 麦克斯韦方程组、本构方程及边界条件  19-21
    1.2.2 复合材料的导电机理  21-24
    1.2.3 电屏蔽  24
    1.2.4 磁屏蔽  24
    1.2.5 电磁屏蔽  24-26
    1.2.6 电磁屏蔽效能  26-28
  1.3 电磁屏蔽材料研究和开发的国内外现状  28-34
    1.3.1 电磁屏蔽材料的分类  28-33
    1.3.2 国外电磁波屏蔽材料的研究与开发  33-34
    1.3.3 国内电磁波屏蔽材料的研究与开发  34
  1.4 本论文的研究目的及内容  34-35
    1.4.1 研究目的  34
    1.4.2 研究内容  34-35
    1.4.3 研究方案  35
  1.5 本章小结  35-36
第二章 实验研究  36-44
  2.1 实验原料  36
  2.2 实验设备与测试仪器  36-39
    2.2.1 实验设备  36
    2.2.2 测试仪器  36-39
  2.3 试样制备与性能测试  39-43
    2.3.1 试样制备  39-40
    2.3.2 性能测试  40-43
  2.4 数据处理  43
  2.5 本章小结  43-44
第三章 炭黑结构表征及导电机理和剑麻结构与改性  44-51
  3.1 炭黑结构表征及机理分析  44-45
    3.1.1 炭黑粒子结构表征  44
    3.1.2 炭黑的导电机理  44-45
  3.2 剑麻纤维结构及改性  45-50
    3.2.1 剑麻纤维结构  45-47
    3.2.2 剑麻改性原理及方法  47-50
  3.3 本章小结  50-51
第四章 结果分析与讨论  51-70
  4.1 化学处理对剑麻纤维的影响分析  51-57
    4.1.1 红外光谱分析  51-52
    4.1.2 热失重分析  52-53
    4.1.3 扫描电镜分析  53-57
  4.2 剑麻/炭黑对复合材料导电性能的影响  57-59
  4.3 剑麻/炭黑对复合材料屏蔽性能的影响  59-64
    4.3.1 剑麻/炭黑含量对复合材料屏蔽性能的影响  59-62
    4.3.2 不同长度剑麻/炭黑对复合材料屏蔽性能的影响  62-64
  4.4 复合材料断面形貌分析  64-66
  4.5 剑麻/炭黑对复合材料拉伸性能的影响  66-69
  4.6 本章小结  69-70
结论与展望  70-71
参考文献  71-77
攻读硕士学位期间取得的研究成果  77-78
致谢  78

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 功能材料
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