Tejendra K Gupta 等[33]制備了聚酰亞胺 PANI/片狀石墨/MWCNTs 納米復合電磁屏蔽材料,當添加 10%MWCNTs 時,極大提高了復合材料的導電性,電磁屏蔽效能達 98 dB,屏蔽性能優(yōu)異。Lu Hao 等[34]制備了聚酰亞胺 PANI/非織造碳纖維復合電磁屏蔽材料,電磁屏蔽效能達 65 dB,屏蔽性能良好。Wang Yu 等[35]制備了Ni-Co-Fe-P/聚酰亞胺 PANI/聚苯胺纖維復合電磁屏蔽材料,導電導磁性良好,提高了反射損耗和吸收損耗,當Ni/Co/Fe 為 2∶1∶1 時,電磁屏蔽效能達 69.4 dB,屏蔽性能良好。Sambhu B 等研究了通過乳液聚合制得PANI 復合乙烯-1-辛烯共聚物,在 9~12 GHz 頻率范圍,屏蔽效能達 75 dB,屏蔽性能良好[18]。
不同電磁屏蔽材料的屏蔽效能對比如表 3 所示。
3 、提高電磁屏蔽效能的方式
電磁屏蔽材料屏蔽效能取決于材料的電導率、磁導率及結構等。結構包括材料本身的表面結構和人工設計結構。基于多孔性結構和多層結構材料是增加反射損耗的有效方式[37]。
1)多孔結構設計。當材料中氣孔結構的存在時,材料的波阻抗與外界空氣接近,入射的電磁波會在多孔屏蔽體的孔道中發(fā)生多次反射,增加了對電磁波的吸收損耗,同時也降低了材料的密度。通過優(yōu)化孔結構、形狀、大小、分布,以及孔隙表面改性等,提高吸收損耗和多次反射衰減。
2)多層結構設計。多層結構設計如:堆疊具有相同濃度的填料的不同聚合物復合材料層,略微提高電磁屏蔽性能;同一填料含量從一層逐漸增加到下一層,減少界面差異,限制反射率,提高電磁屏蔽性能;堆疊含不同填料復合材料層,實現較寬頻率范圍的電磁屏蔽。通過優(yōu)化梯度分布多層結構設計、蜂窩設計等多層設計,實現阻抗匹配,提高吸收損耗和多次反射衰減。
3)復合填料優(yōu)化。納米填料復合、分散、取向是影響電磁屏蔽效能的因素。若在孔壁富集導電填料,增加導電通路,明顯增大導電性,也是提高復合電磁屏蔽材料的屏蔽性能的有效方式。通過優(yōu)化碳系、金屬系、鐵氧體等導電納米填料和磁性納米填料的用量、形態(tài)、改性、分散、分布、經電場磁場取向等,提高吸收損耗、反射損耗以及增強協(xié)同效應。
電磁屏蔽材料向高屏蔽、寬頻、質輕等方向發(fā)展。可通過多孔結構、多層結構設計,納米導電填料和導磁填料等改性、分散、復合、取向的協(xié)同作用,實現電磁屏蔽阻抗匹配、高電磁屏蔽性能。在軍事領域和民用領域有良好的市場前景和應用價值。