聚乳酸導(dǎo)電高聚物復(fù)合纖維膜電磁屏蔽性能研究開題報告

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1、開題報告聚乳酸/導(dǎo)電高聚物復(fù)合纖維膜電磁屏蔽性能研究一、選題的背景、意義1.1選題背景隨著現(xiàn)代電子工業(yè)的高速發(fā)展,以及各種商用和家用電子產(chǎn)品數(shù)量的急劇增加,尤其是隨著電子線路和元件的微型化、集成化、輕量化和數(shù)字化,導(dǎo)致日常使用的電子產(chǎn)品易受外界電磁波干擾（即EMI）而出現(xiàn)誤動、圖像障礙以及聲音障礙等。同時,這些電子產(chǎn)品本身也向外發(fā)射電磁波,從而形成了電磁波公害的問題。如國外曾發(fā)生電子游戲機(jī)妨礙警察通訊袖珍電子計算機(jī)造成民航導(dǎo)航裝置發(fā)生誤動,以及電腦控制的流水生產(chǎn)互失控、機(jī)械手亂動作傷人等事件,重則導(dǎo)致機(jī)毀人亡。為此,世界

2、上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家及有關(guān)國際組織先后制訂了防止電磁干擾的各種法規(guī),以限制電子公害的發(fā)展。其中較著名的法規(guī)包括國際無線電抗干擾特別委員會頒布的CISPR國際標(biāo)準(zhǔn)美國聯(lián)邦通訊委員會的FCC規(guī)定,德國的VDE法規(guī),以及英國、加拿大和日本等國的規(guī)定等。在已經(jīng)實施有關(guān)法規(guī)的國家中,凡電磁波干擾的控制達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的電子電氣產(chǎn)品不允許出廠和進(jìn)口。另一方面,電子產(chǎn)品的殼體材料已由大量的塑料或類似的高分子材料取代了原來的金屬或其它有效屏蔽材料。例如1980年金屬殼體的使用量占60%,塑料只占40%。而1986年金屬材料所占的比例降至35%,

3、塑料則達(dá)到65%，塑料殼體以每年10%的速度遞增而且其所占比例仍在繼續(xù)上升。由于普通塑料材料對電磁波幾乎不能吸收和反射,毫無防護(hù)能力。因此,電磁屏蔽材料的開發(fā)與應(yīng)用變得十分迫切[1]。1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展目前,國外發(fā)達(dá)國家電磁屏蔽材料發(fā)展很快,特別是美國、英國、日本等已經(jīng)形成生產(chǎn)各種類別和系列規(guī)格的屏蔽材料產(chǎn)業(yè),至上世紀(jì)80年代末,美國生產(chǎn)屏蔽材料的公司就已超過25家,年銷售額以每年50%的增長率增長。國內(nèi)在電磁屏蔽材料領(lǐng)域相對滯后,開發(fā)應(yīng)用的品種較少,屏蔽性能低,未能形成產(chǎn)品的系列化和產(chǎn)業(yè)化。研究較多限于頻率1GHz以

4、上的屏蔽材料,而10kHz～1GHz范圍內(nèi)屏蔽材料的研究起步較晚,僅有少數(shù)研究單位進(jìn)行研究,至今國內(nèi)使用的高檔屏蔽材料主要依靠國外進(jìn)口[2]。統(tǒng)計表明,在美國使用電磁屏蔽涂料方法占各種屏蔽方法的80%以上。目前,國外開發(fā)重點為填充型復(fù)合材料[3].電磁屏蔽主要用來防止高頻電磁場的影響,從而有效地控制電磁波從某一區(qū)域向另一區(qū)域進(jìn)行輻射傳播。其基本原理是:采用低電阻的導(dǎo)體材料,并利用電磁波在屏蔽導(dǎo)體表面的反射和在導(dǎo)體內(nèi)部的吸收以及傳輸過程的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用,通常用屏蔽效果(SE)5表示[4]。電磁波能量的衰減程度的大小表示

5、了屏蔽效應(yīng)的好壞,它以分貝值(dB)來表示,分貝值越大,則衰減的效果越好[3]。目前按所使用的主要有以下幾種電磁屏蔽材料：（一）高分子導(dǎo)電涂料目前研究較多的是摻合型導(dǎo)電涂料,主要由高分子聚合物、稀釋劑、添加劑以及導(dǎo)電性填料組成,即把導(dǎo)電微粒如金屬粉末金、銀、銅、鎳等和非金屬粉末碳、石墨、云母片等摻入到高分子聚合物,如丙烯酸樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯和乙烯基樹脂等,并使其具有導(dǎo)電性。高分子導(dǎo)電涂料包括銀系、碳系、銅系、鎳系等。(二)發(fā)泡金屬對需要透氣散熱的電子儀器的通風(fēng)窗進(jìn)行電磁屏蔽時，原來只能采用金屬網(wǎng)或蜂窩狀截止波導(dǎo)。由于

6、金屬網(wǎng)的屏蔽效果較低，不能滿足一些精密儀器設(shè)備的要求。蜂窩狀截止波導(dǎo)的效果雖然很好，但其體積很大，不便被安裝于精密儀器和設(shè)備中。現(xiàn)在，人們開發(fā)了一種電磁屏蔽性能優(yōu)良、具有透氣結(jié)構(gòu)的發(fā)泡金屬，它是理想的精密儀器設(shè)備的散熱屏蔽材料發(fā)泡金屬是由金屬骨架和連通的空洞組成的多孔材料,材料主要是發(fā)泡金屬鎳和發(fā)泡金屬銅鎳,其材料結(jié)構(gòu)上的特點使之具有良好的反射和吸收電磁波的能力[5]。文獻(xiàn)[6]對發(fā)泡金屬鎳的電磁屏蔽性能進(jìn)行了研究,試驗表明,發(fā)泡金屬的孔徑越小屏蔽性能越好。在14kHz～10MHz范圍內(nèi),SE≥77dB;在10～500M

7、Hz內(nèi),SE達(dá)90dB。(三)表面敷層薄膜屏蔽材料這類材料是使塑料等絕緣體的表面附著一層導(dǎo)電層,從而達(dá)到屏蔽的目的,屬于以反射損耗為主的屏蔽材料。常用的制備方法包括化學(xué)鍍金、真空噴鍍、濺射、金屬熔射以及貼金屬箔等[7]?；瘜W(xué)鍍金是采用非電解電鍍法把金屬Ni、Fe-Ni[3]或Cu/Ni[8]等鍍到ABS等工程塑料表面。該方法是目前塑料表面金屬化用得最多、效果最好的一種方法,也是目前唯一不受殼體材料形狀及大小限制且能獲得厚度均勻?qū)щ妼拥姆椒?。真空鍍是采用PVD技術(shù)使金屬氣化,然后在基材表面形成金屬鍍層,國內(nèi)外在這方面的公開

8、交流的資料不多。目前真空鍍Al在30～1000MHz時,SE可達(dá)50～70dB[2]。濺射鍍金是在真空容器中將氬離子用高能量沖擊到金屬上使金屬氣化,然后在塑料織物等的表面形成金屬薄膜[9]。濺射鍍金也能適用于各種塑料,與真空鍍金法相比,其鍍層金屬與塑料的粘附力一般要更強(qiáng)一些,但是其設(shè)備費用高昂,也同樣存在真空鍍金法所