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ModemPlastics aI】d 第-s卷第z期币川苗印1朋 ·24· M0d墨燕。。巷，妻。盘盖露pli星协。ProcessingApplications 碳纤维在电磁屏蔽材料中的应用 靳武刚 (中国电子科技集团公司第三十九研究所，西安，710065) 摘要：简要阐述电磁屏蔽的原理，介绍了碳纤维的性能，论述了碳纤维增强塑料应用于电磁屏蔽复合材料的主要形式和研究的主 要内容。 美t词：碳纤维电磁屏蔽塑料性能复台材料述评 电磁屏蔽设计是现代电子设备的必备要求，采 P一厚度，mm； 用电磁屏蔽材料设计和制造电子设备的壳体(罩)是 舶——体积电阻率，n-cm。 行之有效的技术途径之一。电磁屏蔽材料主要有两 当电磁波的频率一定时，屏蔽效果随着电阻率 种作用，一是保护电子线路免受外部电磁波的干扰， 的降低而增加。换言之，屏蔽效果随着屏蔽材料导 二是防止内部产生的干扰波向外部发射，即起隔离 电率的增加而增加。因此，屏蔽材料的研究是设法 内外电磁波的作用。电磁屏蔽材料的研究是当今比 提高材料的导电率。一般的屏蔽要求sE在30～ 较活跃的领域，各种新型材料向着屏蔽效率高、质量 40dB，即屏蔽材料的体积电阻率在ln·cm以下。 轻的方向发展。塑料大量代替金属材料成为壳体的 碳纤维应用研究的主要目的是通过不同的复合工艺 主要材料，必须增加塑料壳体的电磁屏蔽性能。碳 使碳纤维在绝缘的塑料基体中形成导电网络，提高 纤维是具有高强度、质量轻的纤维材料，并且具有较 塑料的电导率，同时可增加力学性能。 高的导电性能，碳纤维增强塑料电磁屏蔽材料是理 想的结构与功能一体的壳体材料。 2碳纤维的性能特点 1电磁屏蔽的原理 制造电子设备壳(罩)的各种材料的电阻率见表 1。与金属填充物相比较碳纤维具有质量轻的优点。 良好的屏蔽材料能反射大部分入射电磁波，而 碳纤维是纤维状的碳材料，即其化学组成中碳元素 吸收其很少的一部分，这部分电磁波在屏蔽材料内 占总质量的90％以上。元素碳根据其原子结合方 部的多次反射过程中被耗散，仅有极少部分进入电 式的不同，可形成金刚石、石墨、卡宾等结晶态。随 子设备内部，由于数量甚微，基本上不造成危害。屏 先驱物和热处理条件的变化，密度在1．6～ 蔽材料对电磁波可分为反射、吸收和透过3种效果。 2．og／cnl3变化，其力学性能也在一定范围变化。含 电磁波干扰实质上属于噪音干扰，其计量单位为分 量在99％以上的纤维又称石墨纤维，但在大多数场 合下用“碳纤维”来泛指含石墨纤维的所有碳纤维。 贝(dB)。对于良导体如银、铜和铝合金金属材料， 碳纤维最突出的特点是强度大和模量高、密度小，和 反射是屏蔽的主要作用。对于铁和磁钢等高导磁性 碳素材料一样具有很好的耐高温、耐腐蚀性。碳纤 材料，吸收是屏蔽的主要作用。 维的强度超过金属钛和最强的钢，强度仅逊色于 按照schelkunoff电磁屏蔽理论，屏蔽效果 PBO(芳杂环高聚物纤维)等少数纤维，模量超过所 (SE)是电磁波能量的吸收损失(A)、内部反射损失 有金属、有机高分子和无机陶瓷纤维。碳纤维有极 dB