粉末竹炭的电阻率及与EVA复合材料电磁屏蔽效能探索

采用高速粉碎法制备粉末竹炭,对其电阻率进行测试,并研究了竹炭/EVA不饱和树脂复合材料的电磁屏蔽效能。结果表明,粉末竹炭的粒径大小对竹炭的电阻率有明显影响,随竹炭粒径减少呈现先递减后增加的变化规律,100目时竹炭的电阻率达到最小,其值为6.4×105Ω·cm。竹炭/EVA不饱和树脂复合材料的电磁屏蔽效能超过23.4 d B,厚度4 mm时电磁屏蔽效能最大达48.5 d B。     

竹炭/环氧聚酯复合材料的电磁屏蔽性能研究

采用高速粉碎法制备粉末竹炭,使用热压成型制备竹炭/环氧聚酯复合材料,研究了复合材料的电磁屏蔽效能。结果表明,环氧聚酯含量对复合材料电磁屏蔽性能的影响明显,电磁屏蔽效能随环氧聚酯含量的增加而降低;2 mm厚的复合材料电磁屏蔽效能超过21.2 d B,最高达36.8 d B。     

炭含量对竹炭/高密度聚乙烯复合材料电磁屏蔽和力学性能的影响

为了探究竹炭含量对竹炭基复合材料性能的影响,以竹炭(BC)和高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用"熔融挤出-模压"成型工艺制备竹炭/高密度聚乙烯(BC/HDPE)复合材料,通过对不同竹炭含量的BC/HDPE复合材料进行测试,研究炭含量对复合材料力学性能、热性能、电磁屏蔽性能以及微观结构的影响.结果表明,竹炭对BC/HD...     

竹炭粉/丁苯橡胶/超高分子量聚乙烯柔性复合材料的制备与性能表征（英文）

以干混和挤出法制备竹炭粉/丁苯橡胶/超高分子量聚乙烯复合材料,研究丁苯橡胶和超高分子量聚乙烯的含量比例对复合材料形貌、拉伸和动态力学性能的影响。观察发现添加丁苯橡胶后复合材料表面光滑,且具有一定的韧性。通过扫描电镜分析发现竹炭粉与丁苯橡胶在没有添加任何助剂的情况下与基体树脂混合良好,形成良好的分散状态。在丁苯橡胶和超高分子量聚乙烯含量分别为10%和30%的时候,复合材料的断裂伸长率从26.29%增加到39.57%,比不添加橡胶最终提高了50.51%。动态力学分析发现,复合材料的存储模量随着超高分子量聚乙烯含量的增加和丁苯橡胶含量的减少而增大,最大可达到17.17 GPa。而在60%竹炭粉/10%丁苯橡胶/30%超高分子量聚乙烯的质量配比下可以得到相对高强高韧的材料,此时复合材料的拉伸强度为91.45 MPa,断裂伸长率为39.57%。这种柔性复合材料为超高分子量聚乙烯拓宽了应用领域。     

钡铁氧体/膨胀石墨复合胶合板的电磁屏蔽性能研究

为获得轻质、宽频屏蔽的木基电磁屏蔽材料,通过溶胶-凝胶法制备了EG(膨胀石墨)/BaFe12O19二元复合材料,采用木质单板与不同质量比的EG/BaFe12O19作夹心层制备木基电磁屏蔽复合胶合板。采用SEM、XRD、VSM对EG/BaFe12O19进行了表征;测试分析了电磁屏蔽效能(SE)。试验结果表明:在膨胀石墨层间插入BaFe12O19磁性微粒,不仅能够提高电磁波吸收能力,还能够解决BaFe12O19与膨胀石墨比重相差较大,不容易混合均匀的问题。当EG/BaFe12O19的质量比为1∶3、夹心层厚度为3mm、EG/BaFe12O19夹心层数为3层,复合胶合板的SE最优,在250~1500 MHz范围内SE可达49dB以上。     

金属纤维长度对胶合板性能的影响

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入不锈钢纤维(SF)和黄铜纤维(CF)导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究不同长度的导电单元以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响。结果表明,胶合强度均达到或超过国家标准。涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响。在施加不锈钢纤维的条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13．40～21．37dB,电磁屏蔽模型和胶合强度模型均显著。在施加不锈钢纤维的条件下,电磁屏蔽效能为15．61～35．01dB,电磁屏蔽模型均显著,胶合强度模型不显著。金属纤维长度的增加可以使胶层中不锈钢纤维的搭接率增加,有利于电磁屏蔽效能的增加。     

载铜竹炭的制备及电磁屏蔽效能

以竹炭为载体吸附Cu(NO3)2,利用Cu(NO3)2在热作用下分解为Cu O,进而与竹炭中C发生置换反应生成单质Cu,增加了竹炭的导电性,从而提高竹炭的电磁屏蔽效能。采用单因素和正交组合实验探究了炭化温度、溶液p H、吸附时间、竹炭添加量、吸附温度以及Cu(NO3)2溶液初始浓度对Cu(NO3)2在竹炭上吸附的影响,并用分析测试仪对试样进行测试和结构表征。结果表明:选用700℃的竹炭、溶液p H 6.0、吸附时间80 min、竹炭添加量0.05 g/m L、吸附温度20℃和Cu(NO3)2溶液初始浓度5 mol/L工艺条件时,竹炭中Cu元素含量达到最大,其值为152 mg/g;竹炭炭化温度和溶液吸附温度2个因子对竹炭吸附Cu(NO3)2影响最显著;在频率0~3GHz的范围内,随着竹炭中Cu元素含量的增加其电磁屏蔽效能显著提高,当Cu元素含量为152 mg/g时电磁屏蔽效能达到24 d B。     

金属纤维与木单板的复合

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入黄铜纤维和不锈钢纤维作为导电单元,制备三层结构的落叶松复合胶合板,研究金属纤维不同施加量以及涂胶量对木基复合材料电磁屏蔽性能(SE)和胶合强度(ST)的影响.结果表明,除SF25-80外,胶合强度均达到或超过国家标准,涂胶量增大对电磁屏蔽效能有不利影响.在施加黄铜纤维条件下,电磁屏蔽效能为6.34～28.76dB,电磁屏蔽和胶合强度模型均不显著;在施加不锈钢纤维条件下,胶合板的电磁屏蔽效能为13.63～21.14dB,电磁屏蔽模型显著,胶合强度模型不显著.金属纤维的加入一方面有利于导电网链的形成,但另一方面对胶合强度有不利影响,进而不利于胶合板的导电性,电磁屏蔽性能是这两个方面综合作用的结果.     

高木材纤维含量聚丙烯基复合材料的制备及其性能

采用模压和热压两种成型方法制备高木材纤维含量的聚丙烯(PP)基木塑复合材料,研究不同工艺方法和木材纤维质量分数(50%~90%)对木塑复合材料吸水性、接触角、表面自由能以及力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜对复合材料的层间断面形貌进行观察。结果表明,木材纤维质量分数的提高使复合材料表面润湿性增强,力学性能有所下降,储能模量降低,玻璃化转变温度提高。当木材纤维质量分数达到80%时,复合材料仍可保持较好的弹性模量和冲击韧性;24 h吸水厚度膨胀率小于15%,可在潮湿环境下使用;表面自由能极性分量与中密度纤维板相当。扫描电镜结果表明,木材纤维质量分数增加可使复合材料的界面结合减弱。采用模压工艺制备的复合板材密度较大,抗弯性能较好;热压工艺所制复合板材的润湿性和冲击强度均优于模压工艺,在贴面装饰方面具有潜在优势。     

纳米石墨片/竹炭复合材料的制备、表征及其电化学性能研究

以竹炭、鳞片石墨为原料,基于机械力效应,通过高能球磨的剥离和粉碎,然后高温炭化,制备出具有优良电化学性能的纳米石墨片/竹炭(GN/BC)复合材料;同时在相同条件下,以不添加鳞片石墨制备的高温多孔竹炭(PBC)为对照样品。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积与孔隙分布分析仪表征了材料的表面形貌和结构,并利用三电极体系测试了其电化学性能。研究结果表明：较高结晶度鳞片石墨的加入可以提高复合材料的结晶度,高能球磨可以使石墨片破碎成纳米尺寸,并嵌入竹炭内部;制备的GN/BC复合材料的比表面积为863.47 m²/g,总孔容为0.56 cm³/g、微孔孔容为0.26 cm³/g,平均孔径为2.58 nm;在1 A/g的电流密度下,该复合材料具有280.97 F/g的高质量比电容,同时还具有良好的倍率性能。     

铜纤维/脲醛树脂复合膜片的导电性能

属纤维填充聚合物复合材料作为电磁屏蔽材料和吸波材料具有广泛的应用前景(John,1990;Chen et al.,2004;谭松庭等,1999).金属纤维由于长径比较大,在复合材料中能够有效地形成导电网络,因此大大减少了导电粉末填充时的"闲置体积",同时由于形成网络时的搭接次数多,因而使接触电阻减少很多,所以用较少的金属纤维用量即可赋予复合材料优良的导电性能(范五一等,1996;于杰等,2005).导电纤维填充脲醛树脂胶黏剂制备电磁屏蔽胶合板(华毓坤等,1995;刘贤淼,2005)是木基电磁屏蔽复合材料的研究主流,但现阶段该研究方向存在一些不足.目前该类研究主要将导电纤维直接与胶黏剂混炼后热压制备电磁屏蔽胶合板,通过增加导电纤维填充量来提高材料屏蔽效能,然而单一增大导电纤维填充量使得胶合板胶合强度大大降低,材料胶合强度与屏蔽性能产生了互相制约,表现出屏蔽效能低和频带窄的缺点.     

狼尾草粉末/纳米CuO复合材料的制备与电磁屏蔽的应用

【目的】为高值清洁利用狼尾草资源。【方法】以狼尾草粉末为基材、纳米氧化铜为增强因子,通过高纯酒精分散与三维高效无偏析混合方法获得狼尾草粉末与纳米氧化铜的均匀混合物,采用温压成形工艺对均匀混合物实施双向成形制备狼尾草粉末/纳米CuO复合材料。以单因素试验结果为基础,采用BBD响应面法进行多元回归分析,建立CuO含量、成形温度、成形压力与复合材料静曲强度、吸水率的数学模型,研究不同工艺参数对静曲强度和吸水率的影响及变化规律,得到了最优制备工艺参数,评估其电磁屏蔽效能。【结果】狼尾草/纳米CuO复合材料的最优温压成形工艺参数与最佳成分配比为:成形温度185℃,成形压力70 MPa,保温保压时间30 min,CuO含量44 wt%。据此制备的狼尾草/纳米CuO复合材料的静曲强度为77.64 MPa,吸水率为2.3%,电磁屏蔽效能为60 dB。【结论】狼尾草/纳米CuO复合材料的吸水率不足高密度水泥纤维板吸水率(≤25%)的10%,仅为超薄高密度人造板吸水率(≤60%)的3.8%,优于人造板相关技术标准;其电磁屏蔽效能已达到工业应用标准(30～60 dB),可望达到军用标准(60～120 dB)。     

化学镀镍单板的导电性和电磁屏蔽效能

为了实现单板的导电性和电磁屏蔽效能,对单板进行了化学镀镍研究,通过表面电阻率和电磁波网络分析仪测量方法对化学镀镍单板的导电性和电磁屏蔽效能进行了分析。结果表明：化学镀镍单板的导电性随着金属镍沉积量的增加而增加,但单板的导电性具有各向异性,平行于纤维方向的导电性要好于垂直于纤维方向的导电性。此外,这种各向异性在金属镍沉积量较少的情况下表现得更加明显,化学镀镍单板的电磁波屏蔽效能随着由于金属镍沉积量的增加而引起导电性的增加而增大,在本研究中化学镀镍单板的电磁波屏蔽效能可以达到30～60dB。     

不锈钢纤维/木纤维复合中纤板的研究

本文重点研究了不锈钢纤维的施加比率对钢/木纤维复合中纤板性能和电磁屏蔽效能的影响.结果表明,不锈钢纤维的施加比率对复合中纤板的力学性能影响显著;在钢/木混合纤维中施加一定量的异氰酸酯胶可显著改善中纤板的胶合性能并达到国标要求.不锈钢纤维的施加比率及其在中纤板中的复合位置对电磁屏蔽效能影响显著,当钢/木纤维混合比率为3:1并复合在中纤板的双侧表面时,其电磁屏蔽效能可达55 dB以上.     

电磁屏蔽功能胶合板初探

为了赋予木基复合材料电磁屏蔽功能,在脲醛树脂胶中加入碳、石墨等导电单元,制备3层结构的杨木胶合板,研究不同导电单元对胶合板电磁屏蔽效能的影响.结果表明:导电单元的粒度越小,胶合板的电磁屏蔽效能越好,最大可达22 dB,但相关机理和量化关系还有待于深入研究.     

无电解电镀法制备具有电磁屏蔽功能的木材-金属复合材料

利用无电解电镀的方法制备了导电且具有电磁屏蔽功能的木材-金属复合材料.探讨了镀液用量、施镀时间和施镀温度对复合材料的表面电阻率和电磁屏蔽效能的影响,同时利用能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜分析(SEM)方法分别测定了不同施镀温度下得到的各镀层的磷含量、微结构和表面形貌.实验结果表明,在镀液使用量为500mL,施镀时间为30min和施镀温度为62℃的最优条件下,所得镀层的导电性和电磁屏蔽效果最佳.而且发现,随着施镀温度的提高,镀层中磷含量缓慢增加.XRD分析表明不同温度所得各镀层的结构均为多晶结构,通过SEM分析,镀层均匀、连续且具有金属光泽,说明在pH值一定的条件下,施镀温度对镀层结构和表面相貌的影响很小.图7表3参11.     

无电解电镀法制备具有电磁屏蔽功能的木材-金属复合材料(英文)

利用无电解电镀的方法制备了导电且具有电磁屏蔽功能的木材-金属复合材料。探讨了镀液用量、施镀时间和施镀温度对复合材料的表面电阻率和电磁屏蔽效能的影响,同时利用能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜分析(SEM)方法分别测定了不同施镀温度下得到的各镀层的磷含量、微结构和表面形貌。实验结果表明,在镀液使用量为500mL,施镀时间为30min和施镀温度为62℃的最优条件下,所得镀层的导电性和电磁屏蔽效果最佳。而且发现,随着施镀温度的提高,镀层中磷含量缓慢增加。XRD分析表明不同温度所得各镀层的结构均为多晶结构,通过SEM分析,镀层均匀、连续且具有金属光泽,说明在pH值一定的条件下,施镀温度对镀层结构和表面相貌的影响很小。     

木基电磁屏蔽/吸波材料研究进展

生命健康、精密仪器和国防信息等领域对电磁屏蔽/吸波材料均有迫切的需求,但传统金属基电磁屏蔽/吸波材料存在屏蔽效能质量比低、易造成二次环境污染和屏蔽机理单一等不足,而新型碳基纳米电磁屏蔽/吸波材料制备烦琐、价格昂贵。木材及其衍生品具有多级孔结构、强重比高、绿色低碳、易加工、可再生等天然优势,开发轻质、环境友好的木基电磁屏蔽/吸波材料逐渐成为研究热点。系统分析和讨论了国内外木基电磁屏蔽/吸波材料的研究进展,介绍了电磁屏蔽材料的基本概念和原理,对比了涂层型、填充型、碳化型3种制备方法的特点及适用范围,总结了制备工艺、孔隙结构、导电/磁性填充组分等因素对电磁屏蔽和吸波性能的影响,并分析了木基电磁屏蔽/吸波材料中的电磁屏蔽机理和吸波机制,以及木质材料的各向异性结构对屏蔽性能的调控机制,最后对木基电磁屏蔽/吸波材料的未来发展趋势和研究重点进行了展望,可为木基电磁屏蔽/吸波材料的研发提供一定参考。     

化学镀镍桦木单板的镀层成分分析及性能研究

通过对桦木单板表面化学镀镍,可以得到连续、均匀的镀层,从而制得具有良好导电性和电磁屏蔽功能的木材-金属复合材料。扫描电子显微镜(SEM)观察表明:看似光滑的桦木单板表面是很粗糙的,经化学镀后桦木表面金属感极强,但基本构造没有明显改变。利用能谱(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)分析表明:镀层中主要成分为镍,磷含量很低。X射线衍射仪分析表明镀层为多晶结构。此木材-金属复合材料的电磁屏蔽效能在9kHz~1.5GHz的频率范围内可达到60dB,导电性和导热性能较素材有显著提高。     

纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的结构表征与性能研究

在呋喃树脂中加入不同质量百分数的纳米γ-Fe_2O_3,然后与毛竹竹粉混合、压制成型、高温烧结制备出纳米α-Fe/木陶瓷复合材料。分别采用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的物相组成与成分分布与进行了表征,并对其抗弯强度与导电性能进行了研究。结果表明:(1)复合材料中存在的主要晶体相有石墨、α-Fe与Fe_3C;(2)纳米α-Fe颗粒多数呈球形分散于木陶瓷基体中,当γ-Fe_2O_3添加量大于15%时,生成的α-Fe粒子发生了比较明显的团聚;(3)纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的抗弯强度随烧结温度的提高而增大,随纳米γ-Fe_2O_3添加量的增大先增加后减小,抗弯强度最大值为13.31 MPa;(4)纳米α-Fe/木陶瓷复合材料的导电性随烧结温度的提高而增大,随纳米γ-Fe_2O_3添加量的增大而增强。