Zhi Liu,Chenhui Liu,Yu Wang,Meiping Song,Jiancheng Guo,Wei Wang,Xueping Gao
纸基复合材料在电磁屏蔽领域具有更薄、轻的特点,在柔性电磁干扰屏蔽中引起广泛关注。然而由于其单一的电损耗特性及不可控的电磁屏蔽性能,在应用中备受限制。随着目前应用场景的日益复杂,环境稳定的电磁干扰屏蔽材料成为迫切需求。碳纤维纸具有优异的导电性能和柔性基特征,因此,我们通过化学连接与原位聚合制备了碳纸@GO/ZIF-67复合材料,通过热处理工艺制备结构功能一体化碳纸材料。经过层层组装技术,制备了可控电磁干扰屏蔽性能的复合材料。复合材料优异的高电导率(247586.03S/cm),使其具备优异的电磁屏蔽性能(平均X波段38.46dB,EMI SSE/t为14388.56dB cm2g-1)。通过层状组装技术,在7层组装材料的EMI SE性能达到了85.83dB,EMI SSE/t达到了32110.51dB cm2g-1。通过仿真实验验证了材料的EMI性能,并为EMI材料设计提供思路。此外,材料还具有良好的焦耳加热性能、快速的电热响应和良好的温度可控性。同时经过恶劣的环境(强酸、强碱、有机试剂、超声、燃烧、极低温)处理后,材料依旧可以保持90%-100%以上的性能。本研究提出了一种磁介电协同,性能可调控的碳纤维纸基屏蔽材料,在未来可穿戴、国防、航空航天领域具有重大的应用潜力。
多层碳纤维结构生产工艺图
https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118655