電磁屏蔽復合材料概況和最新進展

　　一、電磁屏蔽復合材料概況

　　

　　

　　

　　隨著便攜式和可穿戴智能電子產品的快速發展，特別是隨著5G網絡時代的到來，電磁干擾(EMI)已成為當今世界關注的重要問題。此外，EMI不利于設備運行，同時危害人體健康。電磁屏蔽是一種設計材料的技術，它通過反射或吸收入射電磁波來阻擋不需要的電磁輻射。理想的EMI屏蔽材料要求具有非常優異的EMI屏蔽效能、柔韌性、易加工性和良好的設計自由度。為了應對這些挑戰，迫切需要開發具有有效電磁屏蔽效能、質量輕、穩定性好、可用于下一代電子器件的電磁屏蔽材料。

　　

　　二、電磁屏蔽復合材料原理和影響因素

　　

　　電磁屏蔽主要用來防止高頻電磁場的影響，從而有效地控制電磁波從某一區域向另一區域進行輻射傳播。其基本原理是采用低電阻值的導體材料，并利用電磁波在屏蔽導體表面的反射和在導體內部的吸收，以及傳輸過程中的損耗而產生屏蔽作用。通常用屏蔽效能（SE）表示。

　　

　　電磁屏蔽復合材料是通過導電填料之間相互接觸形成的導電通路而實現電流傳導的。因此隨著導電填料的增加復合材料的體積電阻率不斷下降。

　　

　　樹脂基體作為復合材料的連續相和粘結基體其種類和結構對材料的屏蔽效能也有明顯的影響。

　　

　　復合材料的導電性能和電磁屏蔽效能很大程度上取決于導電填料與聚合物基體的分散狀況和導電結構的形成過程。

　　

　　三、最新進展

　　

　　硅橡膠基電磁屏蔽復合材料具有柔性好、耐老化、硬度可調、與基材貼合性好等優點，在消費電子、５G 通訊、新能源汽車、國防軍工等領域都具有廣闊的應用前景。然而，目前硅橡膠基電磁屏蔽復合材料仍舊存在著一些問題，主要包括填料損害了復合材料的力學性能和加工性能；具有單一電磁屏蔽性能的復合材料難以滿足現有的技術要求；電磁屏蔽機理和多組分填料之間協同屏蔽機制的研究還不夠清晰。

　　

　　天然木材是一種可持續的生物質資源。木材具有比強度高、易加工、經濟成本低等優點，被廣泛應用于建筑、裝飾、電子等行業。天然木材由高度各向異性的微通道組成，可以構建大量的導電網絡。因此，這種多孔三明治結構可以作為電磁屏蔽的理想基底。電損耗和磁損耗的協同作用是Cu-Ni木基電磁屏蔽材料屏蔽和衰減電磁波的主要機制。電磁梯度三明治結構可以實現多介質界面損耗和多重反射損耗。