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复 舍 材 料 握 ∞5 屁 第 29 卷 第 3 期 6 月 2012 年 V o1．29 No．3 J une 2012 文 章 编 号 ：1000—3851( 20 12) 03—0059—06 孑L隙率对 三维针刺 c／C 复合材料 电磁屏蔽性能的影响 邰春艳 ，殷小 玮 ，张 立 同，成来飞，刘建 功 ( 西北工业大学 超高温结构复合材料 国家级科技重点实验室 ，西安 710072) 摘 要 ： 通过多次重 复先驱体浸渍裂解 (PIP)工艺过程 ，改变材料 的孔 隙率 和体 密度 ，制备不 同孔 隙率的三维针 刺碳 ／碳 (c／c )复合材料 ，并研究 了在 8．2～12．4 GHz 频率范 围内(x 波段 )不同孑L隙率 c ／c 复合材料 的 电磁屏 蔽 效能。结 果表明 ：适当降低孔 隙率有 利于提高 c ／c 复合材料 的总电磁屏 蔽效能和 电磁吸收屏蔽效能 ，当开气 孔率 为 33．4 时 ，c ／c 复合材料具有最大 的电磁屏蔽效 能( 40 dB) ，且 电磁 吸收屏蔽效能 (30 dB) 远大于 电磁反射屏蔽 效 能( 12 dB) ，是极具潜 力的高吸收低反射 电磁屏蔽材 料 。 关键词 ： c ／c 复合材料 ；PIP 工艺 ；孔 隙率 ；电磁屏蔽 性能 中 图 分 类 号 ： T B332 文 献 标 志 码 ： A Influence of porosity on the electromagnetic shielding properties of 3D c ／c composites S H A O C huny an ，Y IN X iaow ei ，Z H A N G L itong ，C H E N G L aifei ，L IU J iangong ( National K ey L aboratory of T hermost ructure Composite M aterials ，Nor thwestern Polytechnical U niversity ，X i an 7 10 072 ，China) A bstract ： 3D carbon／carbon ( c ／c ) composite materials with different porosities and bulk densities were fabricated by repeated precursor infiltration and pyroly sis ( P IP ) process ，and the electromagnetic interference shielding ( E M I ) eff ectiveness of c ／c composites at 8．2 —12．4 G H z ( X band ) with different porosities were studied．T he results indicate that both E M I absorption shielding effectiveness and the total E M I shielding effectiveness of c ／c composites could be improved by reducing the porosity appropriately．W hen the open porosity is 33．4 ，the c ／c composite ma terial show s a ma xim um shielding effectiveness of 40 dB ，and the E IM apsorption shielding effectiv eness( 30 dB ) is much higher than E M I reflection shielding effectiveness ( 12 dB ) ) ．P orous c ／c composite is one kind of excellent E M I shiel ding mater ial s w ith hig h absorption and low r eflection． K eywords ： C ／C composite；P IP process；porosity ；E M I shielding properties 随着无线电技术和雷达探测技术的发展 ，电磁 波 引起 的 电磁 干扰 与 电磁 兼 容 问题 日益严 重 ，各 国 对电磁屏蔽技术提出了更高的要求。传统的电磁屏 蔽材料 多为致 密金属板 材 ，质量 大 ，加 工工艺复 杂 ，且缝隙处难 以密封 ，这些缺点导致其适用性受 到极 大的限制口 ] ，因此 ，研制轻质高效 的电磁屏 蔽材料就显得十分重要 。碳纤维增强复合材料具有 良好 的电磁屏 蔽 特性 ，与 金 属相 比 ，最 大 的 特点 就 是密度低 ，同时，还具有来源广 、力学性能优异及 抗环 境 能力强 等优 点 ，因此 ，碳 纤 维 增 强 复合 材 料 的 电磁屏 蔽性 能 日益 受 到关 注[3 。 目前 ，对碳纤维增强复合材料电磁性能的研究 报道主要集 中在碳纤维 的改性上_4 ] ，由于碳纤维 的电导率接近于金属 ，碳纤维增强复合材料的屏蔽 性能主要表现为反射屏蔽 ，但高精密电子设备要求 电磁屏蔽材料反射回来 的电磁波应尽可能少，以免 影响设备的正常工作 ，所 以，研究高吸收低反射的 电磁屏蔽材料是当前研究 的重点 。三维针刺碳／碳 ( C／C) 复合材料集合 了炭毡与碳基体的优 点，具有 单一材料所没有的许多优势。其 中，三维针刺炭毡 由普通纤维编织而成 ，成本较低 ，且存在第三 向分 布的纤维 ( 向纤维) ，有利于 电磁波在材料 内部的 衰减 [7 。另一 方 面 ，由 电磁 波 的 衰 减 特 性 可 知 ： 孔隙率对材料吸波特性具有重要影响。而三维针刺 收 到初稿 日期 ：2011一O6—03；收到修改稿 日期 ：2011- 07—16；网络 出版时 间：2012- 01—06 15：03：18 网络出版 地址：www．cnki．net／kcms／detail／l 1．1801．TB．20120106．1503．003．html D OI ：CN K I ：11—1801／T B ．20 120 10 6．150 3．003 基 金项 目：863 计划 (2007A A 03Z542) ；188宝金博页面版部新世 纪优 秀人 才支持计划 ( NC ET 一08 —0465) ；西北工业大学凝 固技术 国家重点实验 室 自主研 究课题 ( K B200920) 通讯 作者 ：殷小玮 ，博士 ，教授 ，研究方 向：陶瓷基复合材料E —mail ：yinxw@ nwpu．edu．cn 万方数据