碳纤维材料在电磁屏蔽领域的发展

    碳纤维具有良好的电磁屏蔽性能，也是一种高性能增强纤维。同时碳纤维具备优异的电、热传导性，阻燃性能良好，热膨胀系数极低，并且还有低辐射线吸收性、非磁性和不磁化、极好的振动阻尼性、抗疲劳和抗蠕变性能。

 

    碳纤维具有电磁屏蔽能力的主要原因是它具有较好的导电性能。碳纤维常见的体积电阻率在(0.8~1.8)×10- 3Ω·cm 之间，并且电导率会随着热处理温度的升高而增大。因此，碳纤维在经过高温石墨化处理之后，可以成为电磁波的优良反射材料。目前国内在碳纤维方面的研究还是主要集中在其复合材料的力学性能上，在电磁屏蔽领域的研究相对不多。

 

    所谓电磁屏蔽就是利用导电或导磁材料将电磁辐射限制在某一规定的空间范围内。屏蔽一般有两个目的，一是限制内部辐射的电磁能量泄漏出该内部区域，二是防止外来的辐射干扰进入某一区域。电磁屏蔽按其屏蔽原理可以分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽，其实质都是研究电磁场在各种具体问题的局部空间如何分布的问题。

 

    电磁屏蔽材料分类方法有很多，主要有铁磁材料与金属良导体材料、表层导电型屏蔽材料和填充型屏蔽复合材料。其中填充型屏蔽复合材料是由电绝缘性较好的基体和具有优良导电性能的导电填料及其它助剂所组成的电磁屏蔽材料制品，碳纤维就属于这种。

 

    当碳纤维的排布方向与入射电场平行时，由于碳纤维本身是一种优良的导电性的电损耗材料，碳纤维中此时会产生较大的传导电流，对入射的电场产生强反射，具有接近于金属的反射效果。

 

    另一种情况是当碳纤维的排布方向与入射电场垂直时，碳纤维在这时作为雷达波的损耗介质；而当碳纤维的排布方向与入射电场的夹角不确定时，由于反射电场与入射电场不相平行，反射电场会产生一个与入射电场垂直的反射电场分量，从而起到一定的消波作用。   

 

    随着5G时代的到来，对智能设备的电磁屏蔽需求也在大大提高，电子线路和元器件的集成化、轻量化都导致极其容易受到外界干扰，相信随着碳纤维技术的不断成熟，具备电磁屏蔽的碳纤维部件也能应用到越来越多的行业中去。