磁蔽材料的实验方法选用设计

　　实验方法选用纯金属Ni粉（约1.5μm）以及长春应用化学研究所ZP－ES聚苯胺（为得到更高导电性能的聚苯胺，在实验中利用二次掺杂的基本原理，在其基础上用D－樟脑－10－磺酸做了再掺杂处理）为导电填料。涂料的基体采用环氧树脂。加入已混合均匀的总体积分数为30％的Ni粉与经过后续掺杂的导电聚苯胺，加入70％体积的环氧树脂，加入溶剂后置于锥形磨中充分研磨，再加入固化剂并搅拌，得屏蔽涂料。将得到的电磁屏蔽涂料涂覆在已用砂纸打磨并清洗好的直径115mm的聚四氟乙烯圆板上，40℃烘干后用于电磁屏蔽效能的测试。

　　电磁屏蔽效能的测试采用东南大学研制的法兰同轴测试装置以及德国R＆SESCS30型测量接收机，根据SJ20524?1995测试其在30￣1500MHz的屏蔽效能。

　　实验结果为二次掺杂聚苯胺的X射线衍射图，和原导电态聚苯胺相比，新掺杂的聚苯胺无明显变化，只是2θ为30附近的峰强度增加明显，可能形成了更为规则的晶面，促使了其导电性能的提高。

　　为填料体积分数为20％Ni以及10％PAn的涂层的屏蔽效能曲线，在30￣1500MHz范围内，其屏蔽效能（SE）为40￣60dB.填料分散效果如所示。

　　为了分析涂层中Ni与PAn复合后对涂层电导性能的影响，我们测试了填料为30％Ni所得涂层以及PAn自支撑膜的电磁屏蔽效能。很明显，在频率为30￣1500MHz范围内，20％Ni＋10％PAn为填料的涂层的屏蔽效能比这两种要高得多（PAn自支撑膜的电磁屏蔽效能为25dB，填料为30％Ni所得涂层的未经二次掺杂的导电聚苯胺X射线衍射图二次掺杂后的导电聚苯胺X射线衍射图20Ni＋10％PAn涂层屏蔽效能测试曲线屏蔽材料微观形貌二次掺杂PAn自支撑膜屏蔽效能30％Ni涂层屏蔽效能为30￣40dB）。即PAn与镍粉混合后，涂层中产生了复合效应，促使了导电通道的产生，从而提高了导电性能。

　　分析利用金属粉末密堆，通过粉末冶金等方法可以设计出较高屏蔽效能的屏蔽材料。假设我们可以把粉末颗粒排列成*密集状态，则相对于金属板，其重量已大大减轻，并且金属粉末可以制成形状较为复杂的部件，或直接作为金属粉末基电磁屏蔽材料的填料。

　　根据电磁屏蔽的理论和实践，只要可以形成导电网络，就可以获得电磁屏蔽效能。所以，只要在涂料中具有足够的金属颗粒，这些金属颗粒又有足够的连接形成导电网络，而不一定需要完全密堆，仍然可以获得电磁屏蔽效能。所以，在电磁屏蔽涂料中的金属粉末的体积百分数往往小于74％，这就大大减小了电磁屏蔽涂料的重量，降低了涂料的价格。

　　在本文的设计中，利用具有极好电导率和磁导率的金属粉末作为屏蔽的主体，利用导电聚苯胺作为连接金属粉末颗粒的导电载体，形成导电网络。只要合理选择金属粉末和导电聚苯胺的体积分数比，以及金属粉末／聚苯胺复合组分在涂料中的总量，获得所需要的电磁屏蔽涂料是可能的。为此，需要确定导电填充物数量、颗粒大小（如纳米级、微米级）及分布状态等与屏蔽材料的屏蔽效能大小的线性关系等。

　　结论（1）利用金属粉末／导电聚苯胺复合组分可以开发出高效轻质，价格较低的电磁屏蔽涂料。（2）金属粉末／聚苯胺复合涂料与单一物质的电磁屏蔽材料相比，具有加强屏蔽效能的作用，其原理需要进一步系统地研究和分析。

(完)