2010 超细镍纤维复合材料的电磁屏蔽研究.pdf

第39卷第7期稀有金属材料与工程Vol.39,No.7
2010年7月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGJuly2010

超细镍纤维复合材料的电磁屏蔽研究

龚春红，张玉，阎超，高敏杰，吴志申，张治军
(河南大学，河南开封475004)

摘要：在外加磁场的诱导作用下，采用常压液相还原法，制备较大量直径约为250nm、长度可达100µm的超细镍纤
维。分别将得到的镍纤维和商品微米镍粉作为填料制备树脂基导电复合材料，在130MHz~1.5GHz的频段范围内测定
复合材料的电磁屏蔽性能与镍填料含量的关系。结果表明，跟微米镍复合材料相比，镍纤维复合材料具有更好的电磁
屏蔽性能。镍纤维含量为33.3%（质量分数）的复合材料的平均电磁屏蔽效果为15.7dB。
关键词：超细镍纤维；复合材料；电磁屏蔽性能
中图法分类号：O614.81文献标识码：A文章编号：1002-185X(2010)07-1298-04

近年来，随着科学技术和电子工业的高速发展，大，所以要进行该领域的研究首先要解决超细镍纤维
各种数字化、高频化的电子电器设备的应用越来越的较大量制备的问题。表面镀覆方法本身存在诸多问
多，使得电磁辐射污染的问题日益严重。电磁辐射产题，如工艺复杂、成本高、镀层与基材的结合不紧密，
生的电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)不在材料加工和使用过程中表面镀层容易脱落等，成为
仅影响到电子产品的性能实现，而且由此引起的电磁其关键制约因素。模板法虽然被认为是最有效的控制
污染对人类和其它生物体也会造成严重的危害。因一维纳米材料生长的方法[8]，但采用该方法得到的金
此，电磁屏蔽和吸波材料的研究显得尤为重要[1-4]。属纤维实际上是纤维和多孔模板的混合物，附加的提
磁性金属材料由于具有优良的导电性能及磁性纯过程使得制备工艺复杂化、成本高且产量低。
能而在电磁屏蔽材料中具有非常明显的优势，可以同近几年来，研究者们发现，利用外加磁场诱导的
时发挥对电磁波的反射损耗和吸收损耗，从整体上提方法使磁性材料产生诱导偶极相互作用，在合适的条
高材料的电磁屏蔽性能。如果采用纤维状的磁性金属件下也可以得到磁性材料的一维自组装结构[9-11]。然
作为导电填料，则由于纤维之间彼此容易搭接，形成而，作为一种制备一维磁性材料的新方法，迄今为止，
导电网络，导电率较高，在很少的用量下就可以达到磁场诱导制备磁性一维纳米材料主要采用的方法还
满意的屏蔽效果，从而显著节约成本、降低复合材料是溶剂热或者水热法，且反应中往往需要使用各种可
的密度。此外，从力学角度上来讲，纤维材料还可以溶性高分子或者表面活性剂作为形貌的辅助控制剂。
对聚合物复合材料起到很好的力学增强作用，因此，对此，作者[12]系统研究了外加磁场强度及反应参数对
磁性金属纤维填充复合型屏蔽材料是一类很有发展超细镍纤维形貌和磁性能的影响。本实验在上述工作
潜力的电磁屏蔽材料[5]。的基础上，制备较大量的超细镍纤维并将其作为填料
在微波频段内，由于电磁波频率较高，一般金属制备树脂基复合材料，进行初步的电磁屏蔽性能的研
的电阻率又很低，因而存在严重的趋肤效应；就电磁究。此外，作为对比，选用加拿大INCO公司生产的
波的反射、吸收、多次反射机制而言，高频电磁波只导电微米镍粉（T-255型，粒度为2.2~2.8µm）做同
能与导体的近表面部分相互作用，这样一来，真正起样条件下的屏蔽性能测试。
到屏蔽作用的是屏蔽材料的表面部分，其它部分只起
[6,7]1实验
到增加材料质量的作用。

同其它复合材料不同的是，电磁屏蔽及吸波复合试剂:六水氯化镍(NiCl2·6H2O)，分析纯;水合联

材料中填料的用量很大，且性能测试样板的尺寸很氨(H4N2·H2O，浓度为80%，质量分数，下同)，分析

收稿日期：2009-08-06
基金项目：国家重点基础研究发展规划“973”计划（2007CB607606）；国家自然科学基金项目(50902045/E0213)资助
作者简介：龚春红，女，1974年生，博士，副教授，河南大学特种功能材料教育部重点实验室，河南开封475004，电话：[phone]，
E-mail:[e-mail]
第7期龚春红等：超细镍纤维复合材料的电磁屏蔽研究·1299·

纯;乙二醇(EG)，分析纯；氢氧化钠，分析纯，均为
a
天津市科密欧化学试剂有限公司提供；NeoCryl

B-728，甲基丙烯酸酯均聚物，Mw=65000，Tg=111℃，
d=1.19g/cm3，荷兰DSM公司产品；CAB-381-20，醋2µm
3
酸丁酸纤维素，Mw=70000，Tg=141℃，d=1.20g/cm，
美国Eastman公司产品