[發明專利]一種電磁屏蔽泡沫鋁復合材料的制備方法

有效

• 申請號: 201910328337.8
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN109881036B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 夏興川;張子晨;楊東輝;丁儉;陳學廣;趙彥明;楊旭東
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C22C1/08
• 分類號: C22C1/08;C22C21/06;C22C1/10;C01B6/02
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種電磁屏蔽泡沫鋁復合材料的制備方法。該方法通過鎂塊和空心陶瓷微球的分步復合加入，再加入經過預處理的氫化鈦發泡劑后表面具有一層致密的氧化膜，使其可以在某一溫度區間集中發泡，達到了減小孔徑的效果，最終得到了一種新型的閉孔泡沫鋁復合材料。本發明得到的產品具有低成本、小孔徑、高強度及電磁屏蔽性能優良等特點。

技術領域

本發明屬于泡沫金屬制備技術領域，具體涉及一種孔徑細小、強度高且電磁屏蔽性能優良的閉孔泡沫鋁復合材料的制備方法。

背景技術

隨著電子信息技術的迅猛發展，越來越多的電子、電氣設備得到了廣泛的應用，給人類的生產和生活帶來了極大的便捷。與此同時，也產生了嚴重的電磁污染、電磁干擾等問題，這不僅會造成電子儀器及設備之間的相互干擾，還可能導致信息泄露，甚至影響人體健康。因此，防治電磁輻射污染，保護電磁環境安全已經成為當前迫切需要解決的問題。電磁屏蔽作為一種常用且最為有效的防護手段，越來越受到研究者們的重視并日益成為研究的重點。電磁屏蔽效果主要取決于屏蔽體的結構和材料的固有屬性，其中材料的固有屬性起決定性作用。因此，發展高性能電磁屏蔽材料是防止電磁污染的關鍵所在。

閉孔泡沫鋁是一種由金屬鋁基體及其內部獨立存在的孔洞構成的一類結構～功能一體化新型材料。其獨特的表面多孔結構，有效地增大了材料表面的有效反射面積；內部隨機分布的立體多孔結構增加了其內部的反射界面面積和渦流損耗，從而使其具有較好的電磁屏蔽性能。同時，由于其輕質、便于拆裝等優點，非常適用于用作電磁屏蔽材料。已有的研究表明，小孔徑閉孔泡沫鋁由于具有較高的反射損耗和渦流損耗，因而相對于孔徑較大的泡沫鋁而言具有更為優異的電磁屏蔽性能。

科研人員對閉孔泡沫鋁進行了較為系統的研究。在電磁屏蔽泡沫鋁材料的制備方面，CN105338800A公開了一種泡沫鋁電磁屏蔽拼接板，該方法是將兩塊泡沫鋁板拼接，在拼縫之間安裝屏蔽異性件后用緊固螺釘固定，此方法需要對泡沫鋁材料進行二次加工，同時由于表層泡沫鋁的力學性能較低，其固定方式容易導致泡沫鋁因為局部大變形而失效，使材料失穩；CN107217176A公開了一種具有較高電磁屏蔽性能的泡沫鋁材料，該方法制備出的泡沫鋁的孔徑較大，導致其力學相對較差，同時其電磁屏蔽性能也因此而未達到最優；CN101182608A公開了一種小孔徑閉孔泡沫鋁的制備方法，該方法通過加入金屬Ca和形核劑TiO₂使泡沫鋁孔徑降低至1mm，此方法同時采用了金屬Ca和TiO₂作為增粘劑，由于TiO₂價格較高，導致產品的生產成本較高，另外更重要的一點是TiO₂作為一種外加形核劑與鋁基體之間的結合性能較差，在壓縮變形的過程中極易在二者結合處產生裂紋，導致復合泡沫鋁的壓縮性能降低；CN103589892A公開了一種低密度小孔徑泡沫鋁的制備方法，該方法制得的泡沫鋁材料具有

密度低、孔徑小、孔結構缺陷少等特點，且具有較高的強度和較好的吸能性能，但是該方法工藝較為復雜且對產品的尺寸范圍限制較大。根據傳輸線理論，孔徑的減少可有效地增加泡沫鋁內部的多次反射損耗和渦流損耗，使其在低頻及高頻下的電磁屏蔽性能都得到顯著提高；同時，泡沫鋁的壓縮性能也隨著孔徑的減少而增大。但現如今在低成本、小孔徑、大尺寸和高電磁屏蔽泡沫鋁材料的制備方面，依然缺乏有效的制備技術。

基于以上原因，本發明從制備工藝和基體材料性能方面入手，通過添加鎂元素和空心陶瓷微球，在系統研究制備工藝參數與泡沫鋁復合材料孔結構關系的基礎上，研究了不同的熱處理工藝與泡沫鋁復合材料力學、電磁屏蔽性能之間的關系，成功獲得了低成本、小孔徑、高強度和電磁屏蔽性能良好的泡沫鋁復合材料。

發明內容

本發明的目的為針對當前技術中存在的不足，提供一種電磁屏蔽泡沫鋁復合材料的制備方法。該方法通過對氫化鈦發泡劑的預熱處理、鎂塊和空心陶瓷微球的分步復合加入，得到了一種新型的閉孔泡沫鋁復合材料。本發明得到的產品具有低成本、小孔徑、高強度及電磁屏蔽性能優良等特點。

本發明的技術方案為：