表面贴覆屏蔽布电磁兼容木基复合材料及其制备方法属于电磁兼容材料领域。该发明专利技术所得复合材料同时具有电磁屏蔽和电磁波吸收功能，通过表面贴覆镀镍或镀铜屏蔽布的方式赋予木材电磁屏蔽的功能，通过贴接吸波片实现吸收电磁波的功能。以硅橡胶为基体，填充铁氧体、羰基铁、石墨和碳化硅作为吸收剂制备吸波片，然后将吸波片与木材粘接，该方式所得电磁兼容木基复合材料的屏蔽效能在６０ｄＢ左右，吸波效能在１ＭＨｚ～１．５ＧＨｚ频率范围内最小值为－２４．８５，反射率小于－１０ｄＢ的带宽为２４０ＭＨｚ。
【技术实现步骤摘要】
一种，此木基复合材料是一种同 时实现电磁屏蔽和电磁波吸收功能的电磁防护材料，涉及胶合工艺，吸波剂和基体的选用 及吸波结构的设计，属于电磁防护材料制备
技术介绍
木材是当今世界四大材料(钢材、水泥、木材和塑料)中唯一可再生、可自然降解的生 物资源，并且作为一种性能优越的材料被广泛应用于建筑、家具、造纸、交通等各个领域。 木质材料研究的发展与社会、经济、资源和环境的发展紧密相关，新的生长点和交叉点不 断出现，并不断向其他相关学科延伸，为了能更好地实现木材的高效利用，必须不断为木 材工业注入新的科技活力，赋予木基复合材料新的导电性、电磁屏蔽性和体积电阻率是当 前木材高效利用的主要方向之一。从上世纪80年代末开始，国内许多学者都对如何提高 木基复合材料的导电性进行了一些研究，取得了许多成果，其中研究较多的是表面化学镀 金和填充金属单元的方法开发电磁屏蔽、抗静电等新型导电功能木基复合材料产品。但是 采用这些方法所得的电磁屏蔽木基材料的屏蔽效能受到很大限制， 一般小于50dB，无法满 足某些特殊的要求，且制备工艺复杂，不适合工程上应用，本专利技术采用表面镀铜或镀镍屏 蔽布的方法制备电磁屏蔽复合人造板，屏蔽效能在60dB左右。制备电磁屏蔽木材是最常用的电磁防护手段，但是使用良导体对电磁波进行屏蔽的机 理是通过对电磁能量进行反射阻挡电磁污染，而未对电磁能量有效地进行消耗，反射后的 电磁波在空间可能会形成二次污染，得不到很好的效果，同时因为反射式屏蔽体大多为密 闭腔体，当腔体内部有着较强的电磁辐射时，屏蔽体只是将能量约束与一定的范围，于是 屏蔽在减弱腔外场强的同时，必定加强了腔内某个区域的场强，从而造成腔内干扰的可能 性加大，当辐射发射的频率与屏蔽体的谐振频率重合时，腔体可能会发生谐振，此时腔体 内部的场强急剧加强，屏蔽体的屏蔽效能急剧下降，设备的运行稳定性降低，系统的电磁 兼容性急剧变坏。单纯的反射式屏蔽来减小电磁干扰并不能得到很好的效果，因此本专利技术 通过在电磁屏蔽复合木材表面贴敷吸波层，制得兼具吸波性能的屏蔽材料，吸波材料是一 种能够吸收电磁波而反射、散射和透射都很小的功能材料，因此它是克服反射式屏蔽不足 的一个可行的途径。电磁波吸收材料有低频用和高频用两种材料，高频主要使用羰基铁，低频主要使用 MgZn铁氧体和MnZn铁氧体，目前对高频范围内的吸波材料研究较多，而对频率小于 1.5GHz以下的吸波材料研究很少。本专利技术中选用低频用的MnZn铁氧体作主吸收剂，它是 一种磁性介质，就其导电性而论属于半导体，但在应用上是作为磁性介质被利用的，铁氧 体磁性材料与金属或合金磁性材料之间最重要的差别就在于导电性， 一般金属或合金的电 阻率为10—6 10—40 ，，而铁氧体的电阻率一般在102 1080 .cm，介电常数小，适合制作 匹配层，在低频拓宽频带方面具有良好的应用前景。在低频段，铁氧体对电磁波的损耗主 要来源于磁滞效应、涡流损耗及磁后效。
技术实现思路
本专利技术提供了一种的电磁兼容木基复合材料，它具有制备工艺简便易行，屏蔽效能较 高，且同时兼具吸波功能的优点，吸波功能能够有效改善因用良导体屏蔽引起的二次反射 问题，具有实际应用意义。本专利技术提供的一种的电磁兼容木基复合材料，其特征在于人造板的一面与屏蔽布复合实现电磁屏蔽性能，另外一面通过与吸波片复合实现电磁波吸收性能；人造板采用胶合板或中密度纤维板，厚度为3 20mm，镀镍布是在织物上化 学沉积一层厚度2-9um金属镍或铜，吸波片基体为硅橡胶，分别设计了单层干涉损耗和 双层匹配结构单层干涉吸波片的制备，基体为硅橡胶，固化剂由交联剂和催化剂按照质量比为2: 1 组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化剂的质量比为95:5， 硅橡胶和固化剂的质量分数为20%，吸收剂为MnZn铁氧体和羰基铁粉，吸收剂总的质量 分数为80%，其中MnZn铁氧体为80~0%，羰基铁为0~80%，吸波片的厚度为1 5mm;另一种单层吸波片是以MnZn铁氧体为主吸收剂，掺杂石墨，基体为硅橡胶，固化剂 由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化 剂的质量比为95:5，硅橡胶和固化剂的质量分数为20%，吸收剂总的质量分数为80%，其 中MnZn铁氧体为80~0%，石墨为0~50%，吸波片的厚度为1 5mm;双层吸波片的制备，基体为硅橡胶，固化剂由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸 乙脂，催化剂二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化剂的质量比为95:5;匹配层吸收剂为碳化 硅，填充量为30~70%，厚度为l~3mm，吸收层的吸收剂为MnZn铁氧体，填充量为60~80%， 厚度为3~5mm;另一种双层吸波片的匹配层填充碳化硅，吸收层填充羰基铁，硅橡胶为基体，固化剂 由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂为二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固 化剂的质量比为95:5，匹配层中碳化硅填充量为30 70%，厚度为l~3mm，吸收层中羰基 铁粉填充量为60~80%，厚度为3 5mm;上述固化剂中交联剂和催化剂质量比为2: 1。人造板与屏蔽布的复合，用聚醋酸乙烯乳液作胶粘剂，在室温条件下，涂胶量为 50~250g/m2，压力为0.5 5MPa，加压时间为30 120min;双层吸波片之间以及吸波片与人造板胶合，用环氧树脂E-51作胶粘剂，聚酰胺树脂 650为固化剂，环氧树脂与固化剂的质量比为1:1，涂胶量为100g/m2，常温下施加压力为 0.5MPa，加压时间为30min。双层吸波片的吸收层和人造板胶合。本专利技术的效果是本专利技术提供的一种电磁兼容木基复合材料，其效果主要表现为(l)掺杂羰基铁粉后，吸收峰的频带变宽，且吸收峰峰值向低频移动，这种现象是由 于电磁波与吸波材料发生干涉共振引起的，当电磁波在材料中传播时，其波长为式中，L为电磁波在材料中传播的波长，义o为电磁波在真空中传播的波长。当吸波材 料的厚度为A/4时，上表面反射的电磁波和下表面反射的电磁波相互叠加，电磁波将与吸 波材料发生干涉共振，减弱了反射波的能量，反射率增大，出现了吸收峰，因为添加羰基 铁粉使得材料的磁导率和介电常数增大，而(is的乘积随频率增加而变大的，因此可以推知， 共振频率点降低，从而吸收峰峰值向低频移动，并且吸收频带展宽，当MnZn铁氧体和羰 基铁粉的总量为80%时，掺入羰基铁粉的量为30%时，材料的吸波性能最好。(2)在MnZn铁氧体中掺杂石墨粉时，材料内部形成导电网络，根据电磁波理论，随 频率的增加，当电磁波在导体表面产生涡流时，在导体界面上的电流分布将随频率的增加 越来越向导体表面集中，这种现象称为趋肤效应。趋肤效应的产生本质上是衰减电磁波向 导体内传播而引起的，趋肤效应越显著，产生的涡流损耗也越大，从而使电磁波损耗越大。 当石墨的掺杂量为10%时，能够提高铁氧体的磁导率，掺杂量增多时，会使磁导率有所降 低材料的磁导率减小，掺入石墨能使介电常数的虚部明显增大，且随频率增加变化稳定， 说明掺杂石墨能够有效提高材料的介电损耗。掺杂石墨的量增加时，吸收峰向低频移动，有利于扩展吸收频带。当铁氧体的填充量为50%,石墨的填充量为30%时，材料的吸波性 能最好。(3) 当吸收层M本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面贴覆屏蔽布电磁兼容木基复合材料，其特征在于，人造板的一面与屏蔽布复合实现电磁屏蔽性能，另外一面通过与吸波片复合实现电磁波吸收性能；人造板采用胶合板或中密度纤维板，厚度为３～２０ｍｍ，镀镍布是在织物上化学沉积一层厚度２－９μｍ金属镍或铜，吸波片基体为硅橡胶，分别设计了单层干涉损耗和双层匹配结构： 单层干涉吸波片的制备，基体为硅橡胶，固化剂由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化剂的质量比为９５∶５，硅橡胶和固化剂的质量分数为２０％，吸收剂为ＭｎＺｎ铁氧体和羰基铁粉，吸收剂总的质量分数为８０％，其中ＭｎＺｎ铁氧体为８０～０％，羰基铁为０～８０％，吸波片的厚度为１～５ｍｍ； 另一种单层吸波片是以ＭｎＺｎ铁氧体为主吸收剂，掺杂石墨，基体为硅橡胶，固化剂由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化剂的质量比为９５∶５，硅橡胶和固化剂的质量分数为２０％，吸收剂总的质量分数为８０％，其中ＭｎＺｎ铁氧体为８０～０％，石墨为０～５０％，吸波片的厚度为１～５ｍｍ； 双层吸波片的基体为硅橡胶，固化剂由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化剂的质量比为９５∶５；匹配层吸收剂为碳化硅，填充量为３０～７０％，厚度为１～３ｍｍ，吸收层的吸收剂为ＭｎＺｎ铁氧体，填充量为６０～８０％，厚度为３～５ｍｍ； 另一种双层吸波片的匹配层填充碳化硅，吸收层填充羰基铁，硅橡胶为基体，固化剂由交联剂和催化剂组成，交联剂为正硅酸乙脂，催化剂为二月桂酸二丁基锡，硅橡胶与固化剂的质量比为９５∶５，匹配层中碳化硅填充量为３０～７０％，厚度为１～３ｍｍ，吸收层中羰基铁粉填充量为６０～８０％，厚度为３～５ｍｍ，上述固化剂中交联剂和催化剂质量比为２∶１。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王群，王俊玲，李永卿，郭红霞，王澈，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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