【摘 要】
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近年来,随着5G技术的发展,各种各样的电子产品及器件的应用已经普及到了生活及工作的各个方面。传统磁性金属电磁屏蔽材料由于其比重大、易脱落、耐极端环境差,已经很难满足当前军工装备与民用防护的要求,新型电磁屏蔽材料不仅要求材料具有质量轻、屏蔽性能强的性质,还要求屏蔽体具有耐极端环境、热稳定性好、具有力学性能、吸收为主导的特征。因此,开发新型电磁屏蔽材料的研究是当前屏蔽材料研究中亟待解决的问题。木材基碳
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近年来,随着5G技术的发展,各种各样的电子产品及器件的应用已经普及到了生活及工作的各个方面。传统磁性金属电磁屏蔽材料由于其比重大、易脱落、耐极端环境差,已经很难满足当前军工装备与民用防护的要求,新型电磁屏蔽材料不仅要求材料具有质量轻、屏蔽性能强的性质,还要求屏蔽体具有耐极端环境、热稳定性好、具有力学性能、吸收为主导的特征。因此,开发新型电磁屏蔽材料的研究是当前屏蔽材料研究中亟待解决的问题。木材基碳材料由于其质轻、高导电性、廉价易制备等优点,被广泛用于电磁屏蔽材料领域。首先,本文通过化学处理与高温碳化的方法制备了各向异性的碳支架。由于碳支架结构各向异性存在,该纵向碳支架具有较高比表面积（655.14 m~2/g）和电导率（17.5 S/cm）,在K波段具有54.9d B优异的电磁屏蔽性能,其抗压强度达到23.2 MPa,热导率为0.58W/m·K,且具有超亲水性（接触角约为0°）;而横向碳支架比表面积（461.47 m~2/g）与电导率（13.4 S/cm）均低于纵向碳支架,且在K波段具有46.4 d B的电磁屏蔽性能,其抗压强度只有2.9 MPa,热导率为0.14W/m·K,表现出良好的疏水特性。碳支架内部电导损耗与孔径内的多重反射双重作用下,通过横向到纵向的调控,使得碳支架从以反射机制为主导的电磁屏蔽材料转变为一种以吸收机制为主导的电磁屏蔽材料。此外,通过浸渍法与化学气相沉积（CVD）法进行多孔C与磁性金属Ni复合并且生长碳纳米管（CNTs）,制备了多孔C/Ni/CNTs复合材料。当Ni Cl2溶液浓度为1.5 mol/L时,该复合材料（C-Ni-1.5）电导率为2.58S/cm,电磁屏蔽性能为35.9 d B,且具有优异的疏水性（水接触角为141°）;外加电场加速材料体内电子移动,可对电磁屏蔽性能进行增强,当外加电压为4 V时,C-Ni-1.5样品电磁屏蔽性能为45.8 d B。该复合材料还具有高效的电热转化性能、磁性牵引、原油吸附性、热稳定性、可循环利用性,增强了其作为块体电磁屏蔽材料的应用性,为清洁水面原油污染提供了新的理论支撑。本论文选择天然木材构筑三维多孔C通过与磁性金属Ni复合后再进行CNTs生长,首先解决了传统单一碳材料阻抗失配的问题;其次在多孔结构中引入新的复合界面,通过多重界面设计、微观结构与形貌控制,制备出多相复合材料,探索不同界面结合方式和微观形貌结构对电磁屏蔽性能的影响及复合材料形成过程原理等科学问题,揭示了包括界面极化、多重反射、多重散射、电子极化等多重复杂效应及电磁协同作用下的电磁屏蔽机理。为具有耐极端环境、热稳定性好、具有力学性能、吸收为主导的新型碳基电磁屏蔽材料的研究提供了新的理论依据,为实现新型电磁屏蔽材料的智能化应用提供了新的思路,为电磁屏蔽材料在军用和民用领域的应用起到一定的推动作用。
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