碳纖維材料在電磁屏蔽領域的發展

現代碳纖維工業化的路線是前驅纖維炭化工藝法，所用3種原料纖維的組成、碳含量等見表。下面是小編為大家整理的碳纖維材料在電磁屏蔽領域的發展，僅供參考，歡迎閲讀。

我們把電磁波向空中發射或泄露的這種現象稱為電磁輻射，它已經成為除水、空氣、噪聲之外的第四大環境污染。電磁輻射產生的輻射源，除了自然界中的太陽、雷電等天然輻射源之外，人類所製造的電子、電器和通訊設備同樣也會產生電磁輻射，因此，電磁屏蔽材料的研究與開發逐漸成為人們日益關注的問題。

碳纖維具有良好的電磁屏蔽性能，也是一種高性能增強纖維。同時碳纖維具備優異的電、熱傳導性，阻燃性能良好，熱膨脹係數極低，並且還有低輻射線吸收性、非磁性和不磁化、極好的振動阻尼性、抗疲勞和抗蠕變性能。

碳纖維具有電磁屏蔽能力的主要原因是它具有較好的導電性能。碳纖維常見的體積電阻率在(0.8~1.8)×10- 3Ω·cm 之間，並且電導率會隨着熱處理温度的升高而增大。因此，碳纖維在經過高温石墨化處理之後，可以成為電磁波的優良反射材料。目前國內在碳纖維方面的研究還是主要集中在其複合材料的力學性能上，在電磁屏蔽領域的研究相對不多。

所謂電磁屏蔽就是利用導電或導磁材料將電磁輻射限制在某一規定的空間範圍內。屏蔽一般有兩個目的，一是限制內部輻射的電磁能量泄漏出該內部區域，二是防止外來的輻射干擾進入某一區域。電磁屏蔽按其屏蔽原理可以分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽，其實質都是研究電磁場在各種具體問題的局部空間如何分佈的問題。

電磁屏蔽材料分類方法有很多，主要有鐵磁材料與金屬良導體材料、表層導電型屏蔽材料和填充型屏蔽複合材料。其中填充型屏蔽複合材料是由電絕緣性較好的基體和具有優良導電性能的導電填料及其它助劑所組成的電磁屏蔽材料製品，碳纖維就屬於這種。

當碳纖維的排布方向與入無線電場平行時，由於碳纖維本身是一種優良的導電性的電損耗材料，碳纖維中此時會產生較大的傳導電流，對入射的電場產生強反射，具有接近於金屬的反射效果。

另一種情況是當碳纖維的排布方向與入無線電場垂直時，碳纖維在這時作為雷達波的損耗介質；而當碳纖維的排布方向與入無線電場的夾角不確定時，由於反無線電場與入無線電場不相平行，反無線電場會產生一個與入無線電場垂直的反無線電場分量，從而起到一定的消波作用。

隨着5G時代的到來，對智能設備的電磁屏蔽需求也在大大提高，電子線路和元器件的集成化、輕量化都導致極其容易受到外界干擾，相信隨着碳纖維技術的不斷成熟，具備電磁屏蔽的碳纖維部件也能應用到越來越多的行業中去。