碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板的制作方法

1.本实用新型涉及金属泡沫技术领域，具体涉及一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板。


背景技术：

2.根据传输线理论，实体金属电磁屏蔽作用的原因是电磁波入射到屏蔽材料表面时，产生反射、吸收和在屏蔽体内的多次反射，导致电磁波的能量损耗，从而起到屏蔽作用。对于军事电磁屏蔽材料研究领域，x波段(8-12ghz波段)因作为主流军事用频段，电磁屏蔽材料在该波段的屏蔽效果尤为重要。
3.目前常用的金属泡沫屏蔽材料中，铜基复合泡沫屏蔽材料在x波段有着较好的屏蔽能力，但受限于吸波能力及吸能效率不足，因此亟需一种在x波段有高电磁屏蔽且兼具高吸能效率的铜基复合泡沫屏蔽材料。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板，以解决铜基复合泡沫屏蔽材料吸波能力及吸能效率不足的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板，包括：呈发泡状的铜基板；发泡形成至少一个中空腔，位于铜基板内且外层包裹有银镀层；碳纳米管，均匀嵌入分布在铜基板内。
6.在其中一个实施例中，所述铜基板的厚度为2mm-20mm，孔径为10μm-400μm。
7.在其中一个实施例中，所述银镀层的厚度为0.5μm～3μm，以使中空腔的表面导电化。
8.在其中一个实施例中，所述碳纳米管占总重量的0.2％-1.2％。
9.在其中一个实施例中，所述铜基板的孔隙率为60％-95％。
10.本实用新型的有益效果是，本实用新型的碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板通过将具有优异吸波性能的碳纳米管加入到具有抗磁性和导电性的轻质开孔金属泡沫铜中，激发了复合材料组元间的性能耦合效应，获得了优异的电磁屏蔽、散热及抗冲击缓冲等综合性能，满足了目前电磁屏蔽材料市场对结构功能一体化体质材料的强烈需求。
附图说明
11.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
12.图1是本实用新型的碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板的示意图；
13.图2是本实用新型的碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板的内部结构示意图；
14.图3是本实用新型的不同cnts含量的cnts/cu压缩行为和吸能性图；
15.图4是本实用新型的孔隙率对cnts/cu复合泡沫压缩应力-应变行为和压缩能吸收应变行为的影响图；
16.图5是本实用新型的复合泡沫在不同频率下的电磁屏蔽、吸收损耗和反射损失。
17.图中：中空腔1、银镀层2、铜基板3、碳纳米管4、入射波51、反射波52、透射波53、孔壁内的吸收和多重反射波54、泡孔内的多重反射波55。
具体实施方式
18.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
19.如图1和图2所示，本实施例提供了一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板，包括：呈发泡状的铜基板3；发泡形成至少一个中空腔1，位于铜基板内且外层包裹有银镀层2；碳纳米管4，均匀嵌入分布在铜基板3内；其中图1为碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板的宏观示意图，因碳纳米管4体积小在宏观下较难观察，故而进一步见图2微观内部结构示意图。
20.在本实施例中，具体的，入射波51在接触碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板后有一小部分成为反射波52，剩余入射波51进入碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板内部，其中一部分碰触到铜基板3和碳纳米管4，成为孔壁内的吸收和多重反射波54，还有一部分进入中空腔1，成为泡孔内的多重反射波55，剩余的电池波以透射波53的形式通过碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板。
21.在本实施例中，具体的，所述银镀层2通过化学镀附着于高分子绝缘泡沫模板的表面上，具有所述高分子绝缘泡沫模板拥有的三维网络空间结构组成的多孔结构。
22.在本实施例中，具体的，所述铜基板3的厚度为2mm-20mm，孔径为10μm-400μm，由复合电沉积附着于银镀层结构上。
23.在本实施例中，具体的，所述中空腔1由高分子绝缘泡沫模板在碳纳米管4嵌入铜基板3后通过热处理自分解形成，同时采用气氛炉作为热处理设备并通过气氛、升温、保温等参数的优化设置，实现复合泡沫的高分子模板去除以及微观结构和力学性能的改善。
24.在本实施例中，具体的，所述银镀层2的厚度为0.5μm～3μm，以使中空腔的表面导电化。
25.在本实施例中，具体的，所述碳纳米管4占总重量的0.2％-1.2％。
26.在本实施例中，具体的，所述铜基板3的孔隙率为60％-95％。
27.如图3所示，在不同cnts含量的cnts/cu压缩行为(a)和吸能性(b)图中可以看出，当添加碳纳米管4时，压缩行为和吸能性都得到了明显的提升，在添加量为1.134vol％时两种性能均为正比例提升，但是当添加量为1.550vol％时两种性能不升反降明显低于其他含量参数。
28.如图4所示，在不同孔隙率对cnts/cu复合泡沫压缩应力-应变行为(a)和压缩能吸收应变行为(b)的影响图中可以看出，孔隙率并非越高越好，碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板的性能在适当的孔隙率下更好。
29.如图5所示，复合泡沫在不同频率下的电磁屏蔽(se)、吸收损耗(sea)和反射损失(ser)，可见在添加碳纳米管4后，复合泡沫的各项性能均得到了极大提升。
30.综上所述，本实施例提供了一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板，其包括：通过将具有优异吸波性能的碳纳米管加入到具有抗磁性和导电性的轻质开孔金属泡沫铜
中，激发了复合材料组元间的性能耦合效应，获得了优异的电磁屏蔽、散热及抗冲击缓冲等综合性能，满足了目前电磁屏蔽材料市场对结构功能一体化体质材料的强烈需求。
31.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。


技术特征：
1.一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板，其特征在于，包括：呈发泡状的铜基板(3)；发泡形成至少一个中空腔(1)，位于铜基板内且外层包裹有银镀层(2)；碳纳米管(4)，均匀嵌入分布在铜基板(3)内。2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽板，其特征在于，所述铜基板(3)的厚度为2mm-20mm，孔径为10μm-400μm。3.根据权利要求1所述的电磁屏蔽板，其特征在于，所述银镀层(2)的厚度为0.5μm～3μm，以使中空腔的表面导电化。4.根据权利要求1所述的电磁屏蔽板，其特征在于，所述碳纳米管(4)占总重量的0.2％-1.2％。5.根据权利要求1所述的电磁屏蔽板，其特征在于，所述铜基板(3)的孔隙率为60％-95％。

技术总结
本实用新型涉及金属泡沫领域，具体涉及一种碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板，包括：呈发泡状的铜基板；至少一个中空腔，位于铜基板内且外层包裹有银镀层；碳纳米管，均匀嵌入分布在铜基板内；本实用新型的碳纳米管增强铜基复合泡沫电磁屏蔽板通过将具有优异吸波性能的碳纳米管加入到具有抗磁性和导电性的轻质开孔金属泡沫铜中，激发了复合材料组元间的性能耦合效应，获得了优异的电磁屏蔽、散热及抗冲击缓冲等综合性能，满足了目前电磁屏蔽材料市场对结构功能一体化体质材料的强烈需求。求。求。


技术研发人员：刘意春 钱志华
受保护的技术使用者：镇江辰阳新材料科技有限公司
技术研发日：2022.04.08
技术公布日：2022/9/5