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LDPENi多晶铁纤维电磁屏蔽包装材料研究下

2021年07月23日 贵阳机械设备网

LDPE-Ni/多晶铁纤维电磁屏蔽包装材料研究(下)

2.1.2 吸波性能研究

见表1,LDPE—N 多晶铁纤维材料的吸波性能能好于LDPE/Ni材料。因为:当电磁波入射到材料中时,多晶铁纤维和镍的原子都可产生自旋极化而吸收电磁波(铁自极化率44% ,镍自极化率11%),多晶铁纤维的自旋极化率较大,可吸收更多的电磁波。

且多晶铁纤维是1维的,电磁参数为形状各向异性,具有复合损耗(磁损耗和介电损耗)机理。在磁场作用下,多晶铁纤维的磁矩包含两方面:固有磁矩的取向,包括磁畴转动磁化过程和畴壁位移磁化过程;电子涡流磁矩,取决于铁纤维涡流的大小和分布。此外,加入多晶铁纤维后,复合材料的低频屏蔽效能较好(>20dB)。因为多晶铁纤维是高磁导率材料,可提供磁旁路,使空间的磁场集中在屏蔽材料中,从而使敏感器件免受磁场干扰。

2.2 力学性能

2.2.1 拉伸强度

复台材料的拉伸强度取决于2点:

1)高聚物树脂本身;

2)高聚物树脂和填料间的作用,主要指材料各成分之间的浸润和粘结,并由于作用而产生的材料结构上的缺陷。基体和填料间的作用力越大,复合材料的拉伸强度越大。加入铁纤维后,1维的铁纤维和LDPE的接触面大,产生的内摩擦力更大,材料的强度增加,应变减少,因此拉伸强度起初呈直线增强。但当填料的含量达到18%后,无机的导电粒子和LDPE树脂的粘结恶化,产生空隙,应力无法传递,拉伸强度真线下降(见图3)。且因铁纤维的密度小于镍粉,在相同质量时,LDPE—Ni/多晶铁纤维复台材料中的导电填料的数目大,对材料的影响更大,所以比LDPE/Ni复合材料的临界值22%小。

2.2.2 断裂伸长率

复合材料的断裂伸长率与高分子树脂的柔韧性成正比,因此当向LDPE中加入无机填料后,自由形变的高聚物减少,还使LDPE高分子链断裂,断裂伸长率总是呈下降趋势。

因为铁纤维的密度小于镍粉,相对于同质量的LDPE/Ni材料,LDPE—Ni/多晶铁纤维材料中导电粒子的数目更多,复合材料中可自由形变的LDPE较少,材料的应变较少。此外1维的铁纤维使材料外部的应力随其传播到材料内部更大的范围,材料的应变能减小,韧性降低,断裂伸长率降低。且同质量的导电填料时,LDPE—Ni/多晶铁纤维复合材料中的导电填料的数目多,对复合材料的影响更大。所以LDPE—Ni/多晶铁纤维比LDPE/Ni复合材料的断裂伸长率低。

3 结语

1)加入多晶铁纤维后,材料的电磁屏蔽性能提高;

2)1维的多晶铁纤维在LDPE中更易形成导电网络。加入后可明显提高材料的导电性,使材料反射电磁波的能力增强;

3)多晶铁纤维的自旋极化率高。且具有复合磁损耗机理,可显著提高材料的吸波性能;

4)多晶铁纤维和镍粉的加入降低了材料拉伸性能,且LDPE—Ni/多晶铁纤维比LDPEdNi复台材料的拉伸强度和断裂伸长率低。

焦清介 臧充光 刘帅北京理工大学,爆炸科学与技术国家重点实验室,

信息来源:《 包装工程 》

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