聚苯硫醚電磁功能復合材料及其吸波性能研究.pdf

1、隨著科學技術和電子工業(yè)的發(fā)展，使電磁輻射無處不在，危害到人類的健康，開發(fā)新型電磁屏蔽吸波材料己成為材料行業(yè)的一個研究熱點。
　　 針對目前多以吸波劑和吸波材料結構設計相關研究為主，對吸波劑與聚合物基體相互作同，復合材料內部結構性能相關研究較少，以及復合材料吸收頻帶窄，一般帶寬2～3GHz，較好的也只有5～6GHz的現(xiàn)狀，為了使吸波結構體簡單化、突出“薄、寬、輕、強”的綜合性能要求。本課題根據(jù)填料對電磁波損耗機理不同，通過選材設計

2、，采用熔融共混壓制成型技術對聚苯硫醚/NdxFe94-xB6復合材料、聚苯硫醚/多壁碳納米管復合材料、聚苯硫醚/包覆石墨片復合材料的制備工藝，以及對復合材料的內部結構、電學性能、電磁參數(shù)及吸波性能展開詳細研究，最后通過對填料的優(yōu)化設計制備出具有優(yōu)異吸波性能的吸波復合材料并對其性能進行了相關研究。主要研究結果如下：
　　 (1)通過對NdxFe94-xB6磁粉X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)NdxFe94-xB6磁粉存在明顯的a-Fe衍射峰，

3、對NdxFe94-xB6不同含量時復合材料的電磁參數(shù)、反射衰減及力學性能測試發(fā)現(xiàn)，隨著含量的增加復合材料的介電常數(shù)虛部在高頻段出現(xiàn)明顯的損耗峰，復合材料的磁導率隨著NdxFe94-xB6含量也在緩慢增大。NdxFe94-xB6磁粉質量含量50％時，復合材料在高頻段出現(xiàn)明顯的反射衰減峰，最大反射衰減達到-18.3dB，對應的頻率16.6GHz。含量增加到60％時，反射衰減小于-5dB的頻帶分兩部分，帶寬分別為2.2GHz和5.4GHz。<

4、br>　　 (2)采用熔融共混使碳納米管均勻分散于聚苯硫醚基體中，研究了碳納米管含量對復合材料動態(tài)流變行為、電學性能、電磁參數(shù)、吸波性能的影響。發(fā)現(xiàn)復合材料的流變網(wǎng)絡結構與導電網(wǎng)絡結構是一致的，對應碳納米管含量為3％。復合材料介電常數(shù)實部隨頻率升高而降低，具有一定頻響特性，復合材料的磁性能在測試頻段可以忽略。模擬復合材料反射衰減隨頻率變化，碳納米管含量在3％時反射衰減小于-5dB為：12GHz～18GHz（帶寬6GHz），當碳納米管含

5、量在7％時，反射衰減峰值達到-31.5dB，對應頻率在10.1GHz。
　　 (3)利用掃描電鏡和X射線電子能譜儀對三種編號包覆石墨片(1、2、3)的表面進行形貌分析和元素分析，確定包覆石墨片表面為銅鎳合金及其少量氧化成分，觀察到包覆石墨片2表面包覆程度適中，對相同含量下不同包覆程度石墨片對應復合材料的電學性能和電磁參數(shù)分析可知，填充30wt％包覆石墨片2時的復合材料具有較大的電損耗和磁損耗。測試發(fā)現(xiàn)復合材料具有明顯的雙峰反射衰

6、減，反射衰減小于-5dB頻段分別為：2.5GHz～6.5GHz（帶寬為4GHz）；15GHz～18GHz（帶寬為3GHz），最大反射衰減達到-21.3dB，對應頻率為3.65GHz。通過對復合材料斷面微觀形貌觀察，由于包覆石墨片含量增加，包覆石墨片在聚苯硫醚基體中形成了較多的二面角結構，這種結構提高對入射波多次反射衰減。
　　 (4)在上述研究基礎上合相關研究理論，設計制備不同比例含量下碳纖維(CF)、碳納米管(CNTs)/包覆

7、石墨片(CFG)/聚苯硫醚(PPS)復合材料，分析不同填料配比對樣品電磁參數(shù)及反射衰減影響，發(fā)現(xiàn)加入CF3％、CFG30％時復合材料介電損耗正切峰帶寬明顯大于其它樣品。反射衰減小于-5dB為：3.3GHz-7.15GHz（帶寬為3.85 GHz），11.1GHz-18GHz(帶寬為6.9GHz)；反射衰減小于-lOdB為：3.8GHz～5.7GHz（帶寬為1.9GHz），12.3GHz-18GHz（帶寬為5.7GHz）。特別是在4.61