[發明專利]具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910629222.2
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112210766B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 胡東梅;晁卓;張鵬飛;鞏倩;李清文
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: C23C16/26
• 分類號: C23C16/26;H05K9/00
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發明公開了一種具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料及其制備方法與應用。所述具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料的制備方法包括：將碳納米管泡沫置于化學氣相沉積設備的反應腔室中；使所述反應腔室升溫至1000～1100℃，之后至少向所述反應腔室內通入碳源和還原氣體，從而對所述碳納米管泡沫進行無定形碳的二次沉積，獲得具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料，所述碳納米管泡沫材料包含由具有自支撐能力的3D網絡結構組成的多孔結構。本發明制備的具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料具有優異的屏蔽效能，并且密度和厚度都可控，質量小，柔韌性好，屏蔽效能穩定性優異；并且制備工藝簡單，可擴大批量生產。

技術領域

本發明涉及一種電磁屏蔽材料的制備方法，具體涉及一種具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料及其制備方法與應用，屬于復合材料技術領域。

背景技術

隨著電子系統和電子設備(例如無線網絡和個人電子設備)的激增，電磁干擾(EMI)也成指數增加。現在使用的電子設備具有功率高、尺寸小和操作速度快等特點，但是這也意味著會發射出更多的電磁波，這些電磁波不僅干擾相鄰設備或系統(例如飛機)的操作，而且還對人類造成潛在的健康風險。此外，數據竊取和硬件安全漏洞的問題也普遍存在，因此需要更好的，安全性更高的電磁屏蔽手段來增強數字隱私。最后，隨著柔性電子設備，可穿戴設備和植入式生物醫學系統的出現，EMI屏蔽材料必須具有超薄、超輕等特點，并且要有柔性，才能滿足現在的需求。

目前已報道的電磁屏蔽材料有一定的局限性。傳統的金屬材料如金屬和金屬合金由于其優異的導電性成為常見的EMI屏蔽材料。然而，金屬延展性和柔韌性差，而且金屬密度大，很重，易被腐蝕，并且不易加工，這進一步限制了它們在現代EMI屏蔽材料中的進一步應用。另外由于導電高分子電磁屏蔽材料如聚合物材料低成本、密度小、易成型等特點，將導電納米顆粒以適當的濃度分散在絕緣聚合物基質內，通過導電顆粒在聚合物內部形成導電網絡，會對輻射進來的電磁波進行反射和吸收，得到一種復合電磁屏蔽材料。但是，這種屏蔽材料要想獲得高的電磁屏蔽效能，導電納米顆粒負載量要很大，然而高的負載量會導致導電顆粒團聚使屏蔽材料的機械性能降低。綜上所述,傳統金屬屏蔽材料無法滿足輕質的要求。而導電高分子屏蔽材料雖然具有一定的屏蔽效能，但高的屏蔽效能和良好的機械性能不能兼得，并且導電填料在高分子材料中的分散性較差。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

本發明的另一目的還在于提供所述具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料的應用。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料的制備方法，其包括：

提供碳納米管泡沫；

提供碳納米管泡沫；

將所述碳納米管泡沫置于化學氣相沉積設備的反應腔室中；

使所述反應腔室升溫至1000～1100℃，之后至少向所述反應腔室內通入碳源和還原氣體，從而對所述碳納米管泡沫進行無定形碳的二次沉積，獲得具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料，所述碳納米管泡沫材料包含由具有自支撐能力的3D網絡結構組成的多孔結構。

在一些實施方案中，所述制備方法包括：

將碳納米管泡沫置于所述反應腔室內；

向所述反應腔室內通入作為載氣的惰性氣體，以將反應腔室內的空氣排出；

當所述反應腔室內的溫度升溫至1000～1100℃時，向所述反應腔室內通入載氣、碳源和還原氣體，并保溫10～60min，之后降溫，獲得所述具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料。