一种电磁屏蔽合金材料的制备方法与流程

文档序号:11319838阅读:438来源:国知局

本发明涉及电磁屏蔽材料制造领域,具体涉及一种电磁屏蔽合金材料的制备方法。



背景技术:

随着电子信息产业的迅猛发展,电子电气设备已在各行各业中得到广泛应用,它们在给人们的生活提供了极大便利的同时,也暴露出了严重的电磁污染问题。相关研究证实,电子电气设备发出的电磁波不但会干扰其他仪器设备的正常工作,而且还可能导致信息泄露,甚至危害人体健康。电磁污染已成为继噪音污染、空气污染、水污染之后的危害人类生存的第四大公害。

在当今日益发展的电子工业时代,各种微电子、光电子原件的应用非常广泛,而电磁污染能够破坏电子原件、改变半导体元器件的电性能、破坏电子系统,造成整个设备故障或失灵;造成极大危险和经济损失。

新型的材料如石墨和纳米碳纤维,经过试验已经证明其导电防辐射能力极佳,不受外在干扰,达到了防辐射防静电的效果,但是现有的技术中,直接将石墨分散到织物纤维中,石墨的分散性不好,容易聚集,所以性能欠佳,另外单纯的纳米碳纤维纺丝成型效果差,均有待改进。



技术实现要素:

本发明提供一种电磁屏蔽合金材料的制备方法,本发明采用在合金中添加纳米碳导电纤维材料有良好的电磁屏蔽性能的电磁屏蔽能力,所述纳米碳导电纤维材料具有处理后的分散性好的石墨和处理后的纳米碳纤维,不仅具有改进的导电性,能够容易与导电聚合物复合在一起,也有相对加强的物理性质;本发明工艺上先将合金加工成泡沫铝镁合金预制件,并将纳米碳导电纤维材料真空渗积到合金件中,再经过二次烧结后制得成品,这种工艺流程改善了纳米碳导电纤维材料在合金材料中的团聚现象,其分散程度更高,从而具备更好的电磁屏蔽能力。

为了实现上述目的,本发明提供了一种电磁屏蔽合金材料的制备方法,该方法包括如下步骤:

(1)制备纳米碳导电纤维材料溶液

石墨预处理,在纳米石墨粉中掺入氟化钠,并加入金属催化剂,混匀,在惰性气体保护下在600-650℃加热,加热时间控制在10-15min,将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上;

纳米碳纤维预处理,将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化,经超声剧烈搅拌之后,得到羧基化的纳米碳纤维,加入表面处理剂,在150-200℃加热处理10-15min,加入银,在氮气和氦气的混合气体保护下在400-450℃加热30-45min,将银均匀分散在纳米碳纤维内;

将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内,用150-250份异丙醇溶解,再加入分散剂、聚苯硫醚、pps树脂,用强力混合器共混,然后再用超声波分散仪进行超声分散,超声频率为25-30khz,时间为1-2h,形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液;

(2)制备合金预制件

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合,以300-500转/min的转速混粉10-15min,所得混合物料经压实致密化处理获得生坯,随后将生坯放入模具中在真空条件下热压烧结成型,烧结工艺为:体系以10-20℃/min的升温速度升温至450℃,在温度达到450℃时加压,压力为50mpa,保温烧结20-35min,随后自然冷却至室温后卸压,所得产品放入水中溶出造孔剂后干燥,得合金预制件备用;

(3)将合金预制件放入模具中,随后加入所述纳米碳导电纤维材料溶液,在-0.05mpa下渗积70-100min,处理结束后恢复常压,取出预制件,在75-90℃烘箱中干燥处理4-6h,随后将预制件再次放入模具中,在720-740℃、35mpa压力下再次烧结35-40min,最后降温卸压,冷却至室温后即得所述的电磁屏蔽合金材料。

优选的,在制备纳米碳导电纤维材料溶液过程中,各原料的重量份配比为:石墨6-8份、纳米碳纤维10-15份、聚苯硫醚30-48份、pps树脂0.5-0.8份、分散剂0.5-1.0份、氟化钠0.05-0.1份、金属催化剂0.1-0.2份、银0.05-0.1份、表面处理剂0.5-1.0份。

具体实施方式

实施例一

石墨预处理,在纳米石墨粉中掺入氟化钠,并加入金属催化剂,混匀,在惰性气体保护下在600℃加热,加热时间控制在10min,将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。

纳米碳纤维预处理,将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化,经超声剧烈搅拌之后,得到羧基化的纳米碳纤维,加入表面处理剂,在150℃加热处理10min,加入银,在氮气和氦气的混合气体保护下在4000℃加热30-45min,将银均匀分散在纳米碳纤维内。

将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内,用150份异丙醇溶解,再加入分散剂、聚苯硫醚、pps树脂,用强力混合器共混,然后再用超声波分散仪进行超声分散,超声频率为25khz,时间为1h,形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。

在制备纳米碳导电纤维材料溶液过程中,各原料的重量份配比为:石墨6份、纳米碳纤维10份、聚苯硫醚30份、pps树脂0.5份、分散剂0.5份、氟化钠0.05份、金属催化剂0.1份、银0.05份、表面处理剂0.5份。

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合,以300转/min的转速混粉10min,所得混合物料经压实致密化处理获得生坯,随后将生坯放入模具中在真空条件下热压烧结成型,烧结工艺为:体系以10℃/min的升温速度升温至450℃,在温度达到450℃时加压,压力为50mpa,保温烧结20min,随后自然冷却至室温后卸压,所得产品放入水中溶出造孔剂后干燥,得合金预制件备用。

将合金预制件放入模具中,随后加入所述纳米碳导电纤维材料溶液,在-0.05mpa下渗积70min,处理结束后恢复常压,取出预制件,在75℃烘箱中干燥处理4h,随后将预制件再次放入模具中,在720℃、35mpa压力下再次烧结35min,最后降温卸压,冷却至室温后即得所述的电磁屏蔽合金材料。

实施例二

石墨预处理,在纳米石墨粉中掺入氟化钠,并加入金属催化剂,混匀,在惰性气体保护下在650℃加热,加热时间控制在15min,将氟化钠固定在纳米石墨粉表面上。

纳米碳纤维预处理,将纳米碳纤维用浓硫酸与高锰酸钾进行混合酸氧化,经超声剧烈搅拌之后,得到羧基化的纳米碳纤维,加入表面处理剂,在200℃加热处理15min,加入银,在氮气和氦气的混合气体保护下在450℃加热45min,将银均匀分散在纳米碳纤维内。

将预处理的石墨和预处理的纳米碳纤维置于容器内,用250份异丙醇溶解,再加入分散剂、聚苯硫醚、pps树脂,用强力混合器共混,然后再用超声波分散仪进行超声分散,超声频率为30khz,时间为2h,形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。

在制备纳米碳导电纤维材料溶液过程中,各原料的重量份配比为:石墨8份、纳米碳纤维15份、聚苯硫醚48份、pps树脂0.8份、分散剂1.0份、氟化钠0.1份、金属催化剂0.2份、银0.1份、表面处理剂1.0份。

先将铝、镁、锌、铌、氧化钇、造孔剂、无水乙醇混合,以500转/min的转速混粉15min,所得混合物料经压实致密化处理获得生坯,随后将生坯放入模具中在真空条件下热压烧结成型,烧结工艺为:体系以20℃/min的升温速度升温至450℃,在温度达到450℃时加压,压力为50mpa,保温烧结35min,随后自然冷却至室温后卸压,所得产品放入水中溶出造孔剂后干燥,得合金预制件备用。

将合金预制件放入模具中,随后加入所述纳米碳导电纤维材料溶液,在-0.05mpa下渗积100min,处理结束后恢复常压,取出预制件,在90℃烘箱中干燥处理6h,随后将预制件再次放入模具中,在740℃、35mpa压力下再次烧结40min,最后降温卸压,冷却至室温后即得所述的电磁屏蔽合金材料。

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