锰锌铁氧体插层膨胀石墨电磁屏蔽胶合板的研究

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为获得轻质、宽频、低反射高吸收的木基电磁屏蔽复合板,试验基于多重反射吸收机理,以SiO2-TiO2改性单板、Mn0.5Zn0.5Fe2O4/膨胀石墨(EG)/碳纤维复合材料为主体,制备了一种电磁屏蔽效能(SE)良好,且具有一定电磁波吸收能力的多层电磁屏蔽复合胶合板,试验内容及结果如下:1.用溶胶凝胶-高温煅烧法制备出MnxZn1-xFe2O4粉末,通过分析MnxZn1-xFe2O4的磁滞回线和矫顽力,当X=0.5时,其交互作用与超交互作用叠加达到最大,得到的Mn0.5Zn0.5Fe2O4的饱和磁化强度达到67.46emu/g;当EG与Mn0.5Zn0.5Fe2O4质量比为3:7时,其饱和磁化强度达到43.22emu/g,电阻率为984.81mΩ·cm。SEM和EDS分析结果表明:Mn0.5Zn0.5Fe2O4均勾地插层于EG层间。将导电碳纤维以100g/m2用量按"#"型结构均匀铺装在上述复合材料中制备损耗层,其单层厚度为1mm、层数为3层,密度为1 g/cm3时,复合板SE在200~1500MHz范围内均超过54dB;反射率在2~18GHz频率范围内峰值为-6.19dB,小于-5dB的范围为9~13GHz。2.用溶胶-凝胶法与半空细胞法制备SiO2-TiO2改性沙比利木单板。浸渍工艺为加压压力1MPa、保压时间为60min、抽真空度为0.09MPa、保压时间为20min。SEM和EDS分析结果表明:SiO2-TiO2双元溶胶在单板上形成均匀镀层,部分溶胶进入板材内部。随着双元溶胶中TiO2比例逐渐增加,复合材料电阻率呈线性下降,当TiO2与SiO2摩尔比为3:7时,电阻率为812.27mΩ·cm,反射率在7.2GHz~18GHz范围内低于-6dB,在9.2GHz处达到峰值点,为-7.14dB。3.以SiO2-TiO2改性单板(A)、Mn0.5Zn0.5Fe2O4/EG/碳纤维复合材料(B)、导电铝箔纸(C)、未改性沙比利木单板(D)为单元,通过不同的叠层组合制备电磁屏蔽复合胶合板,其中A、B、D厚度均为1mm、C厚度为0.06mm。结果表明,改性单板的层数影响复合胶合板的反射率。当按A+B+D+B+D+B+D+C组合时,反射率峰值相比未改性面板时提高2.61dB,达到-8.8dB。当按 A+B+A+B+A+B+D+C 组合时,SE 在 200~1500MHz 范围内最低为75dB,反射率在2~18GHz范围内低于-8.9dB,在17.2GHz处达到峰值点,为-11.15dB,在13.8~18GHz范围内低于-10dB。4.使用KH-560偶联剂,采用迁移法处理,施胶量为复合材料质量的10%时,复合胶合板胶合强度达到GB/T 9846-2015《普通胶合板》二类板要求。所研制的复合胶合板可用于抗电磁干扰和防止信息泄露等保密室、重要电子产品的机箱及国防要求隐身技术等场合。
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