淺談導電高分子在電磁屏蔽材料中的運用

摘 要：近些年，電子工業呈現了快速發展的態勢，因此也誕生了更多種類的電子產品。對于復合型材料或者金屬材料，有必要引入電磁屏蔽的相關技術。這是因為，電磁屏蔽能夠屏蔽外界對于電子元件產生的干擾，確保電氣設備處于兼容的電磁環境下。針對各類的電磁屏蔽材料，可以適當運用導電高分子的新式材料來制作外殼。這樣做，可以在最大限度內確保電磁屏蔽的優良性能，與此同時也減少了消耗的總成本。

關鍵詞：導電高分子；電磁屏蔽材料；具體運用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.022

現今的階段內，電氣設備內部的電子元件表現出輕量化以及小型化的整體趨勢。然而，電子元件針對電磁干擾是十分敏感的，因此很難避免外在的干擾。最近幾年，電磁波對于電子元件帶來的干擾變得更加嚴重。為了防控干擾，電子元件就需要配備電磁屏蔽的外層，用這種方式來屏蔽干擾。導電性的高分子材料具有優良的輕質性，同時也便于成型。上世紀末以來，在制作電子設備外殼的過程中就廣泛運用了導電性的高分子材料[1]。由此可見，導電的高分子材料可以在根本上增強電磁屏蔽的整體性能，進而也確保了電子元件的穩定性。

1 電磁屏蔽材料的屏蔽原理

對于電磁屏蔽材料而言，電磁屏蔽性能代表了材料的屏蔽效能。材料吸收了電磁波傳遞的能量之后，在反射或者吸收的過程中將會造成某種衰減。這種屏蔽效能等于屏蔽之前以及屏蔽之后的電磁波功率比值。在這其中，相關的變量包含了電磁波的透射功率、電磁波衰減值以及功率密度。從屏蔽層本身來講，電磁屏蔽可以劃分為遠場和近場這兩種類型[2]。具體而言，屏蔽材料的表面在接收了特定的電磁波后，就會依照反射衰減的根本原理，從而呈現反射衰減的趨勢。

從根本上看，電磁波的種類以及吸收衰減的總量二者并沒有很密切的聯系。也就是說，電磁波只要透過了電磁屏蔽材料，那么就會帶來衰減。這種情況下，材料厚度越大那么表面衰減就會越明顯。在材料的表層，電磁衰減關系到表面阻抗、輻射源的距離以及材料的類型。

2 高分子的導電材料

從結構表征來講，導電性的高分子材料通常可以分為復合型以及結構型的兩種類型。這是因為，導電高分子本身就具備了特定的性能。在室溫環境下，材料也會表現出不等的電導率。在室溫狀態下，高分子性能的導電材料可以表現出優良的抗靜電性能。此外，導電性的高分子材料通常也可以用來制作隱身材料或者制作電磁屏蔽。

對于復合型的高分子導電材料而言，這類材料特指基體的聚合物。實際上，這類物質通常具備絕緣性。具體在制作時，可以在填料內部加入適量的導電物質。在導電膜的表層，還可以加入導電性的涂覆層，或者選擇金屬鍍膜的方式。對于導電性的填料，可以選擇復合法進行制作。在制作過程中，通常可以選擇炭黑、抗靜電劑、金屬纖維或者粉末作為填料。針對高分子的各類材料，還可以經過壓縮得到金屬網或者碳纖維網。

此外，導電性的高分子材料還包括了結構型的材料，這種類型的材料特指某些特殊的聚合物，在聚合物內部含有共軛的結構。經過電化學反應后，就可以摻入共軛結構。對于物質本身而言，高分子性質的導電材料還包含特定的導電基團。在這其中，離子型材料特指電解質的固態物質，主要包括離子的載流子。與之相對，電子型的材料本身也具備共軛結構，通常表現為孤子或者載流子的形式[3]。

3 具體的技術運用

（1）復合型材料的具體運用。針對金屬性的電磁屏蔽材料，可以加入復合型的高分子導電物質。從現狀來看，這種材料已經廣泛用在制作樹脂、配制溶劑以及制作導電填料的領域中。相比于其他類型的材料，復合型材料獨特的優勢就是簡單且實用、消耗成本更低。因此，這類材料也具備很廣的適用領域。例如：炭黑這種高分子材料具備優良的導電性，同時又可以耐熱。對于抗老化的高分子材料，可以優先適用這種類型的高分子材料。

（2）結構型材料的具體運用。在導電高分子材料的范圍內，結構型材料具體包括了聚吡咯、聚乙炔以及聚苯乙烯等。此外，還包括特定的衍生物。相比于純金屬，結構型材料具備更輕的自重，同時也可以靈活調節電導率。利用這種物質，可以在更大程度上滿足金屬填料的性能。在這類材料中，聚乙炔屬于電導率很高的一類導電材料，因此也具備研發和應用的價值[4]。

（3）未來的技術方向。在航空領域以及其他工業領域中，高分子性能的導電材料都表現出很廣的運用。這類材料具備優異的性能，因此正在被更多行業認可和接受。未來的研究中，相關人員有必要進一步明確屏蔽性能與材料結構二者的內在聯系。在這種基礎上，探求更優的電磁屏蔽性能。針對高分子類型的導電材料，可以在最大限度內減少整體的制作成本，與此同時也可以適當擴展材料運用的領域。對于不同類型的屏蔽材料，可以適當研發頻率更寬的新型材料。這樣做，就可以確保新型材料具備耐腐蝕以及抗高溫的性能優勢，拓寬適用領域。

4 結語

在工業領域內，導電高分子的新型材料正在得到認可和接受。這是因為，電磁屏蔽材料與導電高分子材料能夠密切結合，二者的結合也可以確保電子元件具備更優的抗干擾性能。在電磁屏蔽材料中運用高分子的導電材料，這樣做也降低了整體的材料成本。未來的實踐中，還需要致力于研發更優的高分子材料，確保新型的高分子材料能夠耐腐蝕并且耐高溫，適應更苛刻的電磁干擾環境。電磁屏蔽材料與導電高分子的結合應用，能夠確保電磁屏蔽的優良性能，服務于工業領域的全面進步。

參考文獻：

[1]李春華，齊暑華，張劍等.導電高分子在電磁屏蔽材料中的應用[J].工程塑料應用，2015（11）：65-68.

[2]王楊勇，張柏宇，王景平.本征型導電高分子電磁干擾屏蔽材料研究進展[J].兵器材料科學與工程，2014（03）：54-60.

[3]梁韶華.導電高分子材料在電磁屏蔽的效能分析[J].欽州學院學報，2016（06）：54-58.

[4]王明洋，吳凡，孫夢瀟.基于石墨烯開發的高分子復合材料在電磁屏蔽領域中的應用[J].科學通報，2014（18）：1681-1687.

作者簡介：劉廷偉（1985-），男，四川內江人，碩士研究生，助理研究員，研究方向：復合材料。