概要: 早在20世紀60年代,美國就使用銀基導電涂層作為電磁屏蔽材料。銀鍍層性能穩(wěn)定,屏蔽效果好,但由于其成本較高,只能適用于某些特定場合;鎳鍍層價格適中,屏蔽效果好,抗氧化性強于銅,因此在歐美已成為電磁屏蔽涂料的主流。
早在20世紀60年代,美國就使用銀基導電涂層作為電磁屏蔽材料。銀鍍層性能穩(wěn)定,屏蔽效果好,但由于其成本較高,只能適用于某些特定場合;鎳鍍層價格適中,屏蔽效果好,抗氧化性強于銅,因此在歐美已成為電磁屏蔽涂料的主流。
銅鍍層導電性好,但抗氧化性差。隨著近年來抗氧化技術的發(fā)展,銅鍍層的開發(fā)和應用也逐漸增多。如電氣公司的銅/丙烯酸樹脂由于對銅進行了特殊處理,導電性更穩(wěn)定,其用量僅為鎳涂料的一半。由于銅的體積電阻率比鎳小,在相同的涂層厚度下,銅基涂層的表面電阻率比鎳基涂層的表面電阻率低。
對于石墨、炭黑等碳導電涂料,需要使用高導電性、高結(jié)構(gòu)的炭黑作為填料,將體積電阻降低到10Ω·cm以下,低可達到10-2Ω·cm左右。由于碳涂層的導電性相對較差,電磁屏蔽材料的效果比其他金屬填料差。但碳涂層具有耐環(huán)境性好、密度低、價格低廉等優(yōu)點。
復合導電涂料的導電機理復雜,其導電性受導電填料的種類、尺寸、形狀和含量、成膜樹脂的種類和固化條件的影響。目前,金屬電磁屏蔽導電涂料研究的關鍵是如何更好地解決鍍層儲存過程中銅粉和鎳粉的抗氧化性以及金屬填料的沉積問題。此外,該領域的一個潛在的重要趨勢是水基涂料的發(fā)展,由于鎳金屬在很大的ph值范圍內(nèi)具有優(yōu)異的耐腐蝕性,已經(jīng)有許多使用鎳金屬作為填料的配方。
復合導電涂料是電磁屏蔽涂料的主要發(fā)展方向,特別是美國和日本非常重視復合屏蔽涂料的開發(fā)和應用。國外先進發(fā)達國家,特別是美國、英國、日本等國已經(jīng)形成了生產(chǎn)各種品類和系列規(guī)格的屏蔽涂料行業(yè)。在20世紀80年代末,美國有超過25家生產(chǎn)盾層涂料的公司,年銷售額以每年50%的速度增長。在西方,屏蔽材料尤其是電磁屏蔽材料的消耗也在快速增長,尤其是在計算機等行業(yè)。
國內(nèi)對電磁屏蔽涂料的研究始于80年代末,國內(nèi)一些單位在這方面取得了一些成果,如四川大學研究的電磁屏蔽涂料系列已通過鑒定和應用;北京印刷技術學院還開發(fā)了一種穩(wěn)定的銅導電涂層,具有良好的電磁屏蔽效果。然而,在電磁屏蔽材料涂層領域的研究和開發(fā)還比較落后。大于1ghz的微波隱身材料研究單位較多,而10khz~1ghz范圍的電磁屏蔽涂層研究剛剛起步,研究單位較少,品種單一,電磁屏蔽性能較低。產(chǎn)品系列化和產(chǎn)業(yè)化還沒有形成,因此國內(nèi)的電子設備和產(chǎn)品在電磁波輻射防護標準方面遠遠落后于發(fā)達國家,這也是造成我國電子設備和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的重要因素之一。
關鍵詞: 電磁屏蔽材料的開發(fā)應用
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