[發(fā)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(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910629222.2
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN112210766B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡東梅;晁卓;張鵬飛;鞏倩;李清文
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所
• 主分類號(hào): C23C16/26
• 分類號(hào): C23C16/26;H05K9/00
• 代理公司: 南京利豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹

本發(fā)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(yīng)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(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中；使所述反應(yīng)腔室升溫至1000～1100℃，之后至少向所述反應(yīng)腔室內(nèi)通入碳源和還原氣體，從而對所述碳納米管泡沫進(jìn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的多孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明制備的具有電磁屏蔽性能的碳納米管泡沫材料具有優(yōu)異的屏蔽效能，并且密度和厚度都可控，質(zhì)量小，柔韌性好，屏蔽效能穩(wěn)定性優(yōu)異；并且制備工藝簡單，可擴(kuò)大批量生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)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(yīng)用，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著電子系統(tǒng)和電子設(shè)備(例如無線網(wǎng)絡(luò)和個(gè)人電子設(shè)備)的激增，電磁干擾(EMI)也成指數(shù)增加。現(xiàn)在使用的電子設(shè)備具有功率高、尺寸小和操作速度快等特點(diǎn)，但是這也意味著會(huì)發(fā)射出更多的電磁波，這些電磁波不僅干擾相鄰設(shè)備或系統(tǒng)(例如飛機(jī))的操作，而且還對人類造成潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)。此外，數(shù)據(jù)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(qiáng)數(shù)字隱私。最后，隨著柔性電子設(shè)備，可穿戴設(shè)備和植入式生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的出現(xiàn)，EMI屏蔽材料必須具有超薄、超輕等特點(diǎn)，并且要有柔性，才能滿足現(xiàn)在的需求。

目前已報(bào)道的電磁屏蔽材料有一定的局限性。傳統(tǒng)的金屬材料如金屬和金屬合金由于其優(yōu)異的導(dǎo)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(jìn)一步限制了它們在現(xiàn)代EMI屏蔽材料中的進(jìn)一步應(yīng)用。另外由于導(dǎo)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(diǎn)，將導(dǎo)電納米顆粒以適當(dāng)?shù)臐舛确稚⒃诮^緣聚合物基質(zhì)內(nèi)，通過導(dǎo)電顆粒在聚合物內(nèi)部形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，會(huì)對輻射進(jìn)來的電磁波進(jìn)行反射和吸收，得到一種復(fù)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(dǎo)電納米顆粒負(fù)載量要很大，然而高的負(fù)載量會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)電顆粒團(tuán)聚使屏蔽材料的機(jī)械性能降低。綜上所述,傳統(tǒng)金屬屏蔽材料無法滿足輕質(zhì)的要求。而導(dǎo)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(jī)械性能不能兼得，并且導(dǎo)電填料在高分子材料中的分散性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)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(xiàn)有技術(shù)中的不足。

本發(fā)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(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實(shí)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(xué)氣相沉積設(shè)備的反應(yīng)腔室中；

使所述反應(yīng)腔室升溫至1000～1100℃，之后至少向所述反應(yīng)腔室內(nèi)通入碳源和還原氣體，從而對所述碳納米管泡沫進(jìn)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(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成的多孔結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)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(yīng)腔室內(nèi)；

向所述反應(yīng)腔室內(nèi)通入作為載氣的惰性氣體，以將反應(yīng)腔室內(nèi)的空氣排出；

當(dāng)所述反應(yīng)腔室內(nèi)的溫度升溫至1000～1100℃時(shí)，向所述反應(yīng)腔室內(nèi)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。