● 摘要
近几年的研究发现碳纳米管(CNTs)独特的碳结构明显不同于其他各类已知的碳材料,这将导致其特殊的电磁性能。 本文通过改变多壁碳纳米管的含量,研究多壁碳纳米管填充玻璃纤维增强复合材料的导电性。另外,研究分析了多壁碳纳米管含量和玻璃纤维铺层数在5.85~8.2GHz、8.2GHz~12.4GHz、12.4~18GHz和26.5~40GHz四个频段对其复合材料介电常数和磁导率的影响。在此基础上,研究不同含量多壁碳纳米管复合材料在5.85~18GHz内的电磁屏蔽性能以及26.5~40GHz内的电磁波反射率,并分析多壁碳纳米管的含量对上述性能的影响。最后,对多壁碳纳米管表面化学镀镍工艺进行初步研究。 研究表明,多壁碳纳米管的加入能极大的提高玻璃纤维增强复合材料的导电性能,使复合材料由绝缘体变为半导体。另外,复合材料的介电常数随多壁碳纳米管含量的增加而明显增加,在5.85~8.2GHz频段,当多壁碳纳米管含量为8.0wt%时,其介电常数实部值高达70,是多壁碳纳米管含量为3.0wt%的7倍,其介电常数虚部值高达45,是多壁碳纳米管含量为3.0wt%的20倍,同时,出现随频率增加介电常数降低的趋势。再有,在四个频段内,所测不同含量的多壁碳纳米管填充复合材料的磁导率实部趋近于1,虚部趋近于0。进一步的研究发现,多壁碳纳米管含量的提高有助于电磁屏蔽性能的提高,当多壁碳纳米管含量为8.0wt%时,复合材料在5.85~18GHz的电磁屏蔽效能在-20dB~-35dB之间。 为了进一步提高多壁碳纳米管的磁性能,对多壁碳纳米管化学镀镍改性进行初步研究。
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