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石墨烯电磁屏蔽涂料的研究进展

石墨烯电磁屏蔽涂料的研究进展

2022年10月24日

  近年来,随着电子科学技术的飞速发展,电磁辐射引起的电磁污染、电磁干扰、泄漏等问题不仅影响通信等电子设备的正常工作,而且对人类健康也存在隐患。因此,预防电磁辐射是当务之急,石墨烯电磁屏蔽涂料是普遍、有效的手段之一。

  电磁屏蔽,即电磁波传播到电磁屏蔽材料表面时,利用屏蔽材料的反射、吸收、衰减等,防止电磁辐射场产生的电磁波进入屏蔽区域。

  随着千兆赫兹频段的电磁波覆盖军工及移动通信等重要领域,该频段的电磁屏蔽研究受到广泛关注和重视。因此,开发电磁屏蔽材料以减少电磁污染在军事和民用领域具有重要价值。

  常用石墨烯电磁屏蔽涂料包括金属材料、磁性材料、导电聚合物、碳基导电复合材料等,优良的电损耗和磁损耗提供了良好的电磁屏蔽性能。其中,传统金属材料和磁性材料密度高,随着电子设备向便携式方向发展,电磁屏蔽材料必须具备高屏蔽性能和轻量化等特点。由此可见,由于其轻量化、耐腐蚀、可加工性等优点,碳基电磁屏蔽材料在电磁屏蔽方面具有更加突出的应用价值。

  石墨烯具有纵横比、电导率和热导率高、比表面积大、密度低的特点,本征强度为130 GPa,常温下的电子迁移率达到15000 CM2/(V S),是目前电阻率低的材料。此外,石墨烯具有室温量子霍尔效应和良好的铁磁性,与石墨、碳纤维、碳纳米管等相比,具有独特性能的石墨烯可以超越碳材料的原有极限,成为新的有效电磁屏蔽和微波吸收材料。

  石墨烯电磁屏蔽涂料的吸水性

  吸收材料是吸收投射在表面上的电磁波能量,通过材料的介电损耗电磁波能量转换成热能或其他形式的能量,一般是气体材料和吸收介质结合而成的。

  石墨烯是一种具有良好导电性和导热性的二维材料。石墨烯具有新的性能,因为它是纳米尺度。根据理论,石墨烯电磁屏蔽涂料吸收2.3%的白光(银精细结构场数)。目前,石墨烯作为电磁干扰吸收材料,国内外都处于初期阶段。相关研究表明,石墨烯的外表比棒状或球形更有利于材料的吸收性。


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