Kohlefaser-Verbundwerkstoff zur elektromagnetischen Abschirmung ist ein leichtes und hochfestes Material mit guter Leitfähigkeit und Abschirmwirkung. Die Abschirmwirkung von Kohlefaserverbundwerkstoffen kann über 70 dB erreichen und sie weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsbeständigkeit auf. Ihre Kosten sind jedoch hoch und sie werden normalerweise zusammen mit Abschirmfüllstoffen hergestellt, um Verbundmaterialien zur elektromagnetischen Abschirmung aus Kohlefaser zu bilden. Entsprechend den verschiedenen Arten von Füllstoffen können sie in Füllstoffe auf Metallbasis, Füllstoffe auf Basis intrinsisch leitfähiger Polymere und Füllstoffe auf Kohlenstoffbasis unterteilt werden.
Füllstoffe auf Kohlenstoffbasis sind aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer Korrosionsbeständigkeit und ihrer guten Leitfähigkeit zu einem Forschungsschwerpunkt für Materialien zur elektromagnetischen Abschirmung und Absorption geworden, zu denen hauptsächlich Ruß, Graphit, Nanokohlenstofffasern, Kohlenstoffnanoröhren und Graphen gehören.
Kohlenschwarz
Carbon Black ist eine schwarze, pulverförmige Substanz, die hauptsächlich aus Kohlenstoffelementen besteht. Es verfügt über eine gute Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit, wodurch elektromagnetische Wellen wirksam abgeschirmt werden können.
Im Folgenden sind einige Eigenschaften und Anwendungen von Ruß zur elektromagnetischen Abschirmung aufgeführt:
1. Elektromagnetische Abschirmleistung: Ruß hat eine hohe Leitfähigkeit und kann elektromagnetische Wellen effektiv reflektieren und absorbieren, wodurch der Effekt der elektromagnetischen Abschirmung erzielt wird.
2. Wärmeleitfähigkeit: Ruß hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit, wodurch Wärme schnell an die Umgebung übertragen werden kann, wodurch die Temperatur elektronischer Geräte gesenkt wird.
3. Stabilität: Ruß weist eine gute chemische und thermische Stabilität auf, reagiert nicht leicht mit anderen Substanzen und kann in rauen Umgebungen über einen langen Zeitraum verwendet werden.
4. Füllleistung: Ruß hat eine kleinere Partikelgröße und kann in Polymermaterialien eingefüllt werden, um deren Leitfähigkeit und elektromagnetische Eigenschaften zu verbessern
5. Anwendungsgebiet: Elektromagnetischer Abschirmfüllstoff Ruß wird häufig in der Elektronik, Kommunikation, Luft- und Raumfahrt, im Militär und anderen Bereichen eingesetzt, beispielsweise zur elektromagnetischen Abschirmung elektronischer Geräte wie Mobiltelefone, Computer, Flachbildfernseher, Radargeräte, Satelliten usw.
Graphen
Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien zur elektromagnetischen Abschirmung wie Kupfer bietet Graphen die folgenden Vorteile:
1. Gute chemische Stabilität: Graphen hat eine spezielle zweidimensionale Schichtstruktur, die ihm eine gute chemische Stabilität verleiht und nicht leicht korrodiert.
2. Hohe Abschirmeffizienz: Graphen mit versetzten Schichten in der Beschichtung hat eine größere spezifische Oberfläche. Durch die ausschließliche Verwendung von wabenförmigem porösem Graphenmaterial kann die Abschirmungseffizienz etwa 40 dB erreichen. Nach dem Stapeln in mehreren Schichten kann die elektromagnetische Abschirmleistung über 60 dB erreichen, wodurch mehr als 99 % der eingehenden elektromagnetischen Wellen gedämpft werden können.
Kohlenstoffnanoröhren sind ein röhrenförmiges Strukturmaterial aus Kohlenstoffatomen, das eine ausgezeichnete Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und mechanische Eigenschaften aufweist. Sein Durchmesser reicht normalerweise von einigen Nanometern bis zu mehreren zehn Nanometern und seine Länge kann mehrere Mikrometer oder sogar mehrere Millimeter erreichen. Die besondere Struktur und Eigenschaften von Kohlenstoffnanoröhren machen sie zu einem idealen elektromagnetischen Abschirmmaterial.
Kohlenstoff-Nanoröhren
Einige Eigenschaften und Anwendungen von Kohlenstoffnanoröhren als elektromagnetische Abschirmmaterialien:
1. Hervorragende Leitfähigkeit: Kohlenstoffnanoröhren haben eine extrem hohe Leitfähigkeit und können elektromagnetische Wellen effektiv reflektieren und absorbieren.
2. Leicht und hochfest: Kohlenstoffnanoröhren haben eine geringe Dichte, aber eine hohe Festigkeit, wodurch die strukturelle Festigkeit verbessert werden kann, ohne das Gewicht zu erhöhen.
3. Gute Korrosionsbeständigkeit: Kohlenstoffnanoröhren weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf und können lange Zeit in rauen Umgebungen eingesetzt werden.
4. Gute Verarbeitungsleistung: Kohlenstoffnanoröhren können durch Weben, Wickeln und andere Methoden in verschiedene Formen verarbeitet werden, die für verschiedene Anwendungsszenarien geeignet sind.
Die Anwendung von Kohlenstoffnanoröhren als elektromagnetische Abschirmmaterialien umfasst hauptsächlich die folgenden Aspekte:
1. Elektronische Geräte: Kohlenstoffnanoröhren können für Komponenten wie Gehäuse und Leiterplatten elektronischer Geräte verwendet werden, wodurch die Strahlung elektromagnetischer Wellen effektiv reduziert wird.
2. Kommunikationsbereich: Kohlenstoffnanoröhren können in Kommunikationsbasisstationen, Antennen und anderen Geräten verwendet werden, um die Kommunikationsqualität zu verbessern.
3. Medizinischer Bereich: Kohlenstoffnanoröhren können in medizinischen Geräten wie Röntgengeräten, CT-Geräten usw. verwendet werden, um die Auswirkungen elektromagnetischer Wellen auf den menschlichen Körper zu verringern.
4. Im Luft- und Raumfahrtbereich können Kohlenstoffnanoröhren in Flugzeugen, Satelliten und anderen Geräten eingesetzt werden, um deren Zuverlässigkeit und Entstörungsfähigkeit zu verbessern.
Kohlenstoffnanoröhren zeichnen sich als neuartiges elektromagnetisches Abschirmmaterial durch hervorragende Leitfähigkeit, geringes Gewicht und hohe Festigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit und gute Verarbeitungsleistung aus. Sie haben ein breites Spektrum an Anwendungsaussichten in den Bereichen elektronische Geräte, Kommunikation, Medizin und Luft- und Raumfahrt.