碳納米管-纖維素復合紙的研制及其電磁屏蔽性能研究.pdf

1、隨著第三次工業(yè)革命飛速的席卷全球，自然科學得到全面進步，電子、電氣技術不斷突破。電子、電氣設備在服務人類生活的時候，也產生著電磁干擾（EMI）。電磁能量對人體、電子設備都會產生不可估量的損害，所以對電磁波危害的防護迫在眉睫。碳納米管(CNTs)具有優(yōu)秀的力學和電磁學特性，獨有的一維中空的管狀結構使其有很大的長徑比，作為吸波材料具有質量輕、電性能好、吸波頻帶廣等優(yōu)點。碳納米管可以作為效果良好的吸波和電磁屏蔽材料，而碳納米管的優(yōu)秀機械性能使

2、其成為良好的復合材料添加物。
　　本研究使用化學氣相沉積法合成的晶須狀的碳納米管，將其與紙纖維復合后通過真空抽濾法制成一種復合紙。這種復合紙兼具柔性、導電性，并且形狀、電阻可控，復合紙中紙纖維和碳納米管能完美的結合成導電性良好的三維網(wǎng)絡，具有良好的電磁屏蔽效能。本課題綜合、全面的探索了碳納米管復合紙的電磁屏蔽性能和屏蔽原理。同時，基于屏蔽原理的分析對碳納米管復合紙進行了有針對性的改性研究，旨在提高碳納米管復合紙的電磁屏蔽性能。采用

3、電子顯微鏡、XRD、拉曼光譜、TGA對碳納米管進行檢測，結果顯示晶須狀碳納米管管形呈直線，且管徑均勻。石墨化后的碳納米管較石墨化前純度、結晶度均明顯提高，對碳納米管的介電常數(shù)和磁導率進行測試，結果顯示碳納米管的介電損耗角正切較高為0.28~0.44rad，磁導率和磁損耗角正切均較低，說明碳納米管主要依靠電損耗對電磁波進行衰減。碳納米管復合紙的電磁屏蔽方式主要是反射損耗和吸收損耗，兩種損耗方式均與復合紙的導電性能成正相關關系。在175MH

4、z~1500MHz頻率范圍內對復合紙的電磁屏蔽性能進行表征。研究結果顯示，經(jīng)石墨化處理后的碳納米管作為復合紙導電劑時，其電磁屏蔽性能優(yōu)于石墨化前的碳納米管、炭黑、石墨、短切碳纖維等導電劑。當復合紙中碳納米管含量從20wt％提高到71wt%時，復合紙的體積電阻率從5.41Ω·cm下降為到0.466Ω·cm，電磁屏蔽效能從17dB增加到44dB。碳納米管含量為50wt%的復合紙從一層疊加到四層的過程中，屏蔽效能從32dB增加到48dB。通過