淺談導(dǎo)電高分子在電磁屏蔽材料中的運(yùn)用

摘 要：近些年，電子工業(yè)呈現(xiàn)了快速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，因此也誕生了更多種類的電子產(chǎn)品。對(duì)于復(fù)合型材料或者金屬材料，有必要引入電磁屏蔽的相關(guān)技術(shù)。這是因?yàn)椋姶牌帘文軌蚱帘瓮饨鐚?duì)于電子元件產(chǎn)生的干擾，確保電氣設(shè)備處于兼容的電磁環(huán)境下。針對(duì)各類的電磁屏蔽材料，可以適當(dāng)運(yùn)用導(dǎo)電高分子的新式材料來(lái)制作外殼。這樣做，可以在最大限度內(nèi)確保電磁屏蔽的優(yōu)良性能，與此同時(shí)也減少了消耗的總成本。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)電高分子；電磁屏蔽材料；具體運(yùn)用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.022

現(xiàn)今的階段內(nèi)，電氣設(shè)備內(nèi)部的電子元件表現(xiàn)出輕量化以及小型化的整體趨勢(shì)。然而，電子元件針對(duì)電磁干擾是十分敏感的，因此很難避免外在的干擾。最近幾年，電磁波對(duì)于電子元件帶來(lái)的干擾變得更加嚴(yán)重。為了防控干擾，電子元件就需要配備電磁屏蔽的外層，用這種方式來(lái)屏蔽干擾。導(dǎo)電性的高分子材料具有優(yōu)良的輕質(zhì)性，同時(shí)也便于成型。上世紀(jì)末以來(lái)，在制作電子設(shè)備外殼的過(guò)程中就廣泛運(yùn)用了導(dǎo)電性的高分子材料[1]。由此可見(jiàn)，導(dǎo)電的高分子材料可以在根本上增強(qiáng)電磁屏蔽的整體性能，進(jìn)而也確保了電子元件的穩(wěn)定性。

1 電磁屏蔽材料的屏蔽原理

對(duì)于電磁屏蔽材料而言，電磁屏蔽性能代表了材料的屏蔽效能。材料吸收了電磁波傳遞的能量之后，在反射或者吸收的過(guò)程中將會(huì)造成某種衰減。這種屏蔽效能等于屏蔽之前以及屏蔽之后的電磁波功率比值。在這其中，相關(guān)的變量包含了電磁波的透射功率、電磁波衰減值以及功率密度。從屏蔽層本身來(lái)講，電磁屏蔽可以劃分為遠(yuǎn)場(chǎng)和近場(chǎng)這兩種類型[2]。具體而言，屏蔽材料的表面在接收了特定的電磁波后，就會(huì)依照反射衰減的根本原理，從而呈現(xiàn)反射衰減的趨勢(shì)。

從根本上看，電磁波的種類以及吸收衰減的總量二者并沒(méi)有很密切的聯(lián)系。也就是說(shuō)，電磁波只要透過(guò)了電磁屏蔽材料，那么就會(huì)帶來(lái)衰減。這種情況下，材料厚度越大那么表面衰減就會(huì)越明顯。在材料的表層，電磁衰減關(guān)系到表面阻抗、輻射源的距離以及材料的類型。

2 高分子的導(dǎo)電材料

從結(jié)構(gòu)表征來(lái)講，導(dǎo)電性的高分子材料通?？梢苑譃閺?fù)合型以及結(jié)構(gòu)型的兩種類型。這是因?yàn)椋瑢?dǎo)電高分子本身就具備了特定的性能。在室溫環(huán)境下，材料也會(huì)表現(xiàn)出不等的電導(dǎo)率。在室溫狀態(tài)下，高分子性能的導(dǎo)電材料可以表現(xiàn)出優(yōu)良的抗靜電性能。此外，導(dǎo)電性的高分子材料通常也可以用來(lái)制作隱身材料或者制作電磁屏蔽。

對(duì)于復(fù)合型的高分子導(dǎo)電材料而言，這類材料特指基體的聚合物。實(shí)際上，這類物質(zhì)通常具備絕緣性。具體在制作時(shí)，可以在填料內(nèi)部加入適量的導(dǎo)電物質(zhì)。在導(dǎo)電膜的表層，還可以加入導(dǎo)電性的涂覆層，或者選擇金屬鍍膜的方式。對(duì)于導(dǎo)電性的填料，可以選擇復(fù)合法進(jìn)行制作。在制作過(guò)程中，通?？梢赃x擇炭黑、抗靜電劑、金屬纖維或者粉末作為填料。針對(duì)高分子的各類材料，還可以經(jīng)過(guò)壓縮得到金屬網(wǎng)或者碳纖維網(wǎng)。

此外，導(dǎo)電性的高分子材料還包括了結(jié)構(gòu)型的材料，這種類型的材料特指某些特殊的聚合物，在聚合物內(nèi)部含有共軛的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)電化學(xué)反應(yīng)后，就可以摻入共軛結(jié)構(gòu)。對(duì)于物質(zhì)本身而言，高分子性質(zhì)的導(dǎo)電材料還包含特定的導(dǎo)電基團(tuán)。在這其中，離子型材料特指電解質(zhì)的固態(tài)物質(zhì)，主要包括離子的載流子。與之相對(duì)，電子型的材料本身也具備共軛結(jié)構(gòu)，通常表現(xiàn)為孤子或者載流子的形式[3]。

3 具體的技術(shù)運(yùn)用

（1）復(fù)合型材料的具體運(yùn)用。針對(duì)金屬性的電磁屏蔽材料，可以加入復(fù)合型的高分子導(dǎo)電物質(zhì)。從現(xiàn)狀來(lái)看，這種材料已經(jīng)廣泛用在制作樹(shù)脂、配制溶劑以及制作導(dǎo)電填料的領(lǐng)域中。相比于其他類型的材料，復(fù)合型材料獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)就是簡(jiǎn)單且實(shí)用、消耗成本更低。因此，這類材料也具備很廣的適用領(lǐng)域。例如：炭黑這種高分子材料具備優(yōu)良的導(dǎo)電性，同時(shí)又可以耐熱。對(duì)于抗老化的高分子材料，可以優(yōu)先適用這種類型的高分子材料。

（2）結(jié)構(gòu)型材料的具體運(yùn)用。在導(dǎo)電高分子材料的范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)型材料具體包括了聚吡咯、聚乙炔以及聚苯乙烯等。此外，還包括特定的衍生物。相比于純金屬，結(jié)構(gòu)型材料具備更輕的自重，同時(shí)也可以靈活調(diào)節(jié)電導(dǎo)率。利用這種物質(zhì)，可以在更大程度上滿足金屬填料的性能。在這類材料中，聚乙炔屬于電導(dǎo)率很高的一類導(dǎo)電材料，因此也具備研發(fā)和應(yīng)用的價(jià)值[4]。

（3）未來(lái)的技術(shù)方向。在航空領(lǐng)域以及其他工業(yè)領(lǐng)域中，高分子性能的導(dǎo)電材料都表現(xiàn)出很廣的運(yùn)用。這類材料具備優(yōu)異的性能，因此正在被更多行業(yè)認(rèn)可和接受。未來(lái)的研究中，相關(guān)人員有必要進(jìn)一步明確屏蔽性能與材料結(jié)構(gòu)二者的內(nèi)在聯(lián)系。在這種基礎(chǔ)上，探求更優(yōu)的電磁屏蔽性能。針對(duì)高分子類型的導(dǎo)電材料，可以在最大限度內(nèi)減少整體的制作成本，與此同時(shí)也可以適當(dāng)擴(kuò)展材料運(yùn)用的領(lǐng)域。對(duì)于不同類型的屏蔽材料，可以適當(dāng)研發(fā)頻率更寬的新型材料。這樣做，就可以確保新型材料具備耐腐蝕以及抗高溫的性能優(yōu)勢(shì)，拓寬適用領(lǐng)域。

4 結(jié)語(yǔ)

在工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)，導(dǎo)電高分子的新型材料正在得到認(rèn)可和接受。這是因?yàn)?，電磁屏蔽材料與導(dǎo)電高分子材料能夠密切結(jié)合，二者的結(jié)合也可以確保電子元件具備更優(yōu)的抗干擾性能。在電磁屏蔽材料中運(yùn)用高分子的導(dǎo)電材料，這樣做也降低了整體的材料成本。未來(lái)的實(shí)踐中，還需要致力于研發(fā)更優(yōu)的高分子材料，確保新型的高分子材料能夠耐腐蝕并且耐高溫，適應(yīng)更苛刻的電磁干擾環(huán)境。電磁屏蔽材料與導(dǎo)電高分子的結(jié)合應(yīng)用，能夠確保電磁屏蔽的優(yōu)良性能，服務(wù)于工業(yè)領(lǐng)域的全面進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]李春華，齊暑華，張劍等.導(dǎo)電高分子在電磁屏蔽材料中的應(yīng)用[J].工程塑料應(yīng)用，2015（11）：65-68.

[2]王楊勇，張柏宇，王景平.本征型導(dǎo)電高分子電磁干擾屏蔽材料研究進(jìn)展[J].兵器材料科學(xué)與工程，2014（03）：54-60.

[3]梁韶華.導(dǎo)電高分子材料在電磁屏蔽的效能分析[J].欽州學(xué)院學(xué)報(bào)，2016（06）：54-58.

[4]王明洋，吳凡，孫夢(mèng)瀟.基于石墨烯開(kāi)發(fā)的高分子復(fù)合材料在電磁屏蔽領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].科學(xué)通報(bào)，2014（18）：1681-1687.

作者簡(jiǎn)介：劉廷偉（1985-），男，四川內(nèi)江人，碩士研究生，助理研究員，研究方向：復(fù)合材料。