电磁屏蔽材料及其制备方法技术

本申请涉及电磁屏蔽材料及其制备方法，该电磁屏蔽材料采用15％～50％质量含量的空心微球、5％～50％质量含量的碳化硅和35％～80％质量含量的铝粉复合而成，复合过程中，空心微球的金属涂层可有效增加空心磁性合金球、碳化硅与铝基体的润湿性，增强空心磁性合金球、碳化硅与铝基体的界面结合，促进空心磁性合金球和碳化硅在铝基体中均匀分布，从而有效发挥空心磁性合金球的电磁屏蔽作用和碳化硅的力学增强效果，使该材料在非常宽的频带范围内具备良好的电磁屏蔽效果及优异的力学性能，突破了空心微球铝基复合材料在高频范围内电磁屏蔽性能差的难题。磁屏蔽性能差的难题。

【技术实现步骤摘要】
电磁屏蔽材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及复合材料
，特别是涉及电磁屏蔽材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着现代电子科技的高速发展和各类无线电通讯设备的普遍使用，电磁辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。电磁波会干扰电子设备的正常运行，产生误动和图像障碍等问题，威胁通信设备的信息安全，同时还会对人类的身体健康产生极大的危害。传统的电磁屏蔽材料存在诸多缺点，如涂层材料易脱落、纤维材料在受力不均匀情况下易变形、高分子材料缺乏足够的强度等。因此，研究新型的功能结构一体化材料，使其具有良好的强度及电磁屏蔽性能，具有重要的意义及广阔的应用前景。
[0003]空心微珠增强铝基复合材料具有低密度、低膨胀、高阻尼、高吸能及良好的电磁屏蔽等特性，在航空航天、电子工业等领域具有极大的发展潜力。但目前空心微珠增强铝基复合材料还存在一些问题，如高频下(2GHz～18GHz)电磁屏蔽效能差、空心微珠与铝基体结合不好导致材料力学性能差等。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对传统空心微珠增强铝基复合材料高频下电磁屏蔽效能差、空心微珠与铝基体结合不好导致材料力学性能差等问题，提供一种高频下电磁屏蔽性能好且具备良好力学性能的电磁屏蔽材料。
[0005]一种电磁屏蔽材料，以质量百分含量计，由15％～50％的空心微球、5％～50％的碳化硅和35％～80％的铝粉复合而成，所述空心微球包括空心磁性合金球和覆盖在所述空心磁性合金球表面的金属涂层，所述磁性合金为铁镍合金、铁钴合金或镍钴合金，所述金属涂层为铝涂层或镁涂层。
[0006]在其中一个实施例中，所述空心微球的外径为5μm～50μm；所述空心磁性合金球的球壁厚度为50nm～1000nm；所述金属涂层的厚度为50nm～1000nm。
[0007]在其中一个实施例中，所述空心微球的外径：所述碳化硅的中位径：所述铝粉的中位径＝(0.65～1.35):(0.65～1.35):1。
[0008]在其中一个实施例中，所述铁镍合金中铁与镍的质量比为1:99～99:1；所述铁钴合金中铁与钴的质量比为1:99～99:1；所述镍钴合金中镍与钴的质量比为1:99～99:1。
[0009]本申请还提供上述任一项所述的电磁屏蔽材料的制备方法，具体方案如下：
[0010]一种电磁屏蔽材料的制备方法，包括以下步骤：
[0011]提供所述空心微球、碳化硅和铝粉；
[0012]将所述空心微球、碳化硅和铝粉按比例混合均匀后依次进行冷压、烧结和热压，得到所述电磁屏蔽材料。
[0013]在其中一个实施例中，所述空心微球由以下方法制备：
[0014]提供空心玻璃珠；
[0015]采用射频磁控溅射法或直流磁控溅射法，在所述空心玻璃珠表面生成磁性合金层；
[0016]采用去模板法将所述空心玻璃珠去除，得到所述空心磁性合金球；
[0017]采用射频磁控溅射法，在所述空心磁性合金球表面生成所述金属涂层，得到所述空心微球。
[0018]在其中一个实施例中，采用射频磁控溅射法在所述空心玻璃珠表面生成磁性合金层的条件为：溅射前真空度为1.0
×
10
‑3Pa～1.0
×
10
‑4Pa，溅射功率为100W～2000W，沉积时间为30min～100min，靶和基体之间的距离为50mm～80mm，氩气流量为30sccm～50sccm；
[0019]采用直流磁控溅射法在所述空心玻璃珠表面生成磁性合金层的条件为：溅射前真空度为1.0
×
10
‑3Pa～1.0
×
10
‑4Pa，直流溅射电流为0.1A～20A，沉积时间为30min～100min，靶和基体之间的距离为50mm～80mm，氩气流量为30sccm～50sccm。
[0020]在其中一个实施例中，采用去模板法将所述空心玻璃珠去除的步骤具体为：将表面生成磁性合金层的空心玻璃珠置于40％以上质量浓度的氢氧化物水溶液中36～60小时，水洗、抽滤、干燥；
[0021]采用射频磁控溅射法在空心磁性合金球表面生成金属涂层的条件为：溅射前真空度为1.0
×
10
‑3Pa～1.0
×
10
‑4Pa，溅射功率为100W～2000W，沉积时间为30min～100min，靶和基体之间的距离为50mm～80mm，氩气流量为30sccm～50sccm。
[0022]在其中一个实施例中，采用混料机混合所述空心微球、碳化硅和铝粉，所述混料机的转速为10r/min～30r/min，所述混合的时间为30min～60min。
[0023]在其中一个实施例中，所述冷压的压力为80MPa～230MPa，加压速率为0.5mm/s～3mm/s，保压时间为5s～12s；所述烧结的条件为：在保护性气体氛围中，以6℃/min～12℃/min的加热速率升温至560℃～640℃，保温25min～45min；所述热压的温度为530℃～600℃，压力为120MPa～270MPa，加压速率为0.5mm/s～3mm/s，保压时间为10s～30s。
[0024]上述电磁屏蔽材料，采用15％～50％质量含量的空心微球、5％～50％质量含量的碳化硅和35％～80％质量含量的铝粉复合而成，复合过程中，空心微球的金属涂层可有效增加空心磁性合金球、碳化硅与铝基体的润湿性，增强空心磁性合金球、碳化硅与铝基体的界面结合，促进空心磁性合金球和碳化硅在铝基体中均匀分布，从而有效发挥空心磁性合金球的电磁屏蔽作用和碳化硅的力学增强效果，使该材料在非常宽的频带范围内具备良好的电磁屏蔽效果及优异的力学性能，突破了空心微球铝基复合材料在高频范围内电磁屏蔽性能差的难题。同时，该材料具有高强度、高模量、耐腐蚀性和优异的热稳定性等综合性能，且具有较小的密度和稳定的结构，能够满足航空航天、电子元器件等多个领域对材料的密度要求。
具体实施方式
[0025]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0026]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具
体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0027]一实施方式的电磁屏蔽材料，由15％～50％质量含量的空心微球、5％～50％质量含量的碳化硅和35％～80％质量含量的铝粉复合而成(空心微球、碳化硅和铝粉的质量含量总和为100％)。其中，空心微球包括空心磁性合金球和覆盖在空心磁性合金球表面的金属涂层。磁性合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电磁屏蔽材料，其特征在于，以质量百分含量计，由15％～50％的空心微球、5％～50％的碳化硅和35％～80％的铝粉复合而成，所述空心微球包括空心磁性合金球和覆盖在所述空心磁性合金球表面的金属涂层，所述磁性合金为铁镍合金、铁钴合金或镍钴合金，所述金属涂层为铝涂层或镁涂层。2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述空心微球的外径为5μm～50μm；所述空心磁性合金球的球壁厚度为50nm～1000nm；所述金属涂层的厚度为50nm～1000nm。3.根据权利要求1或2所述的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述空心微球的外径：所述碳化硅的中位径：所述铝粉的中位径＝(0.65～1.35):(0.65～1.35):1。4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽材料，其特征在于，所述铁镍合金中铁与镍的质量比为1:99～99:1；所述铁钴合金中铁与钴的质量比为1:99～99:1；所述镍钴合金中镍与钴的质量比为1:99～99:1。5.一种权利要求1～4任一项所述的电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：提供所述空心微球、碳化硅和铝粉；将所述空心微球、碳化硅和铝粉按比例混合均匀后依次进行冷压、烧结和热压，得到所述电磁屏蔽材料。6.根据权利要求5所述的电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，所述空心微球由以下方法制备：提供空心玻璃珠；采用射频磁控溅射法或直流磁控溅射法，在所述空心玻璃珠表面生成磁性合金层；采用去模板法去除所述空心玻璃珠，得到所述空心磁性合金球；采用射频磁控溅射法，在所述空心磁性合金球表面生成所述金属涂层，得到所述空心微球。7.根据权利要求6所述的电磁屏蔽材料的制备方法，其特征在于，采用射频磁控溅射法在所述空心玻璃珠表面生成磁性合金层的条件为：溅射前真空度为1.0
×
10
‑3Pa～1.0
×
10
‑4Pa，射频溅射功率为100W～2000W，沉积时间为30min～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王畅，曹柳絮，霍树海，蒋兆汝，刘春轩，陈浩宇，罗任，钟探秋，向威，蒋小汉，邱振宇，
申请(专利权)人：湖南金天铝业高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：