磁性碳纤维材料的制备及其电磁波屏蔽性能研究
文 献 综 述
一、 研究方向
随着科技水平的提高,人们的日常生活中已离不开电子产品,诸如移动电话、局域网和家庭机器人等无线电子设备应用的快速增长,人们的日常生活和生产受到电磁系统所产生电磁波的影响日益严重,这不仅会给人体健康带来严重的威胁,也会对精密电子仪器造成干扰。
为防止或者减少电磁波侵入空间某些部位,通常的措施是用金属网或者金属壳将产生电磁波的区域与需防止侵入的区域隔开。例如某些仪器或仪表常安装在金属箱中,又如高电压实验室的墙壁内及室顶中常埋设有金属的屏蔽网,以防止或减少它所受到的干扰及它对其余区域的干扰。常选择有较高的电导率和磁导率的导体作为屏蔽物的材料。因为高导电性材料在电磁波的作用下将产生较大的感应电流。这些电流按照楞次定律将削弱电磁波的透入。采用的金属网孔愈密,直到采用整体的金属壳,屏蔽的效果愈好,但所费材料愈多。高导磁性的材料可以引导磁力线较多地通过这些材料,而减少被屏蔽区域中的磁力线。但是实现完全的屏蔽是很难办到的,即使对于完全封闭的金属壳,在频率极低的外部电磁场作用下,理论上内部的磁通密度并不为零。社会迫切地需求具有吸收频率范围广、吸收能力强且可控等特点的吸波材料。因此,电磁波屏蔽材料逐渐成为研究热点。
磁性碳材料由于同时具有较好的磁性和导电性,因此可以作为同时具有介电损耗和磁损耗的磁介电材料,是一种磁损耗型和介电损耗型相结合的复合吸波材料,具有成为优良的电磁波吸收材料的潜在应用。 目前制备磁性碳材料的普遍方法是将制备好的磁性材料(诸如铁、镍、钴、钼等合金、氧化物或者硫化物等)与碳材料(石墨、石墨烯、碳纳米管等)通过物理或者化学的方法复合在一起。这种方法通常可以得到成分均一、电磁波屏蔽性能较好的产品。
但是,由于受到磁性材料制备方法以及碳材料成本的限制,这类方法不适合工业化的批量生产且成本较高,因此目前社会利用率较低。同时,这类方法不能保证磁性材料与碳材料的均匀分散,产品不同批次间电磁波吸收性能可能会有所不同。
因此,需要寻找一种具有较好电磁屏蔽性能的电磁屏蔽材料的制备方法,不仅要保证制备得到的磁性碳材料具有电磁波吸收以及磁性等性能,同时还需要保证其电磁波吸收性能在一定程度上实现可控,以满足不同方面的应用要求,还需要成本低,适合工业化生产。基于以上考虑,磁性碳纤维材料的研究具有一定的现实意义。
二、 国内外研究现状
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