全 文 ：第 ww卷 第 w期
u s s {年 w 月
林 业 科 学
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„³µqou s s {
混和导电单元对落叶松胶合板
电磁屏蔽功能的影响 3
刘贤淼 傅 峰
k中国林业科学研究院木材工业研究所 北京 tsss|tl
摘 要 } 以不锈钢纤维k≥ƒl !黄铜纤维k≤ƒl !超细镍粉k‘¬l以及石墨粉k≤°l为导电单元 o采用纤维与粉末 !不锈钢
纤维与黄铜纤维混和方式 o在脲醛树脂胶中加入混和导电单元制备 v层结构的落叶松胶合板 o研究导电单元不同
施加量以及混和方式对木基复合材料电磁屏蔽性能k≥∞l和胶合强度k≥×l的影响 ∀结果表明 }胶合强度达到或超过
国家标准 ∀不锈钢纤维与石墨粉混和时 o电磁屏蔽效能从 x1yu ∗ ut1tw §…~不锈钢纤维与镍粉混和时 o电磁屏蔽效
能从 s ∗ ut1tw §…~黄铜纤维与石墨粉混和时 o电磁屏蔽效能从 ts1xv ∗ u{1zy §…~黄铜纤维与镍粉混和时 o电磁屏蔽
效能从 tu1vs ∗ u{1zy §…~不锈钢纤维与黄铜纤维混和时 o电磁屏蔽效能从 y1vw ∗ ut1tw §…∀电磁屏蔽模型显著 o胶
合强度模型不显著 ∀金属纤维比导电粉末更有利于材料电磁屏蔽效能提高 o不锈钢纤维比黄铜纤维更有利于材料
电磁屏蔽效能提高 ∀
关键词 } 落叶松胶合板 ~导电单元 ~电磁屏蔽效能 ~胶合强度
中图分类号 }×≥yxv qv 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kuss{lsw p stsx p sx
收稿日期 }ussy p ts p vs ∀
基金项目 }国家/ {yv0高技术研究发展计划课题kussu„„uwxtxtl部分内容 ∀
3 傅 峰为通讯作者 ∀本文纤维搭接率计算得到中国林业科学研究院唐守正院士的帮助 o在此致谢 ∀
Εφφεχτσ οφ Ηψβριδ Ελεχτρο2Χονδυχτιϖε Ελεµεντσ ον τηε Προπερτιεσ οφ
Ελεχτροµαγνετιχ2Σηιελδ Εφφεχτιϖενεσσ Λαριξ Πλψωοοδ
¬∏÷¬¤±°¬¤² ƒ∏ƒ ±¨ª
k Ρεσεαρχη Ινστιτυτε οφ Ωοοδ Ινδυστρψo ΧΑΦ Βειϕινγ tsss|tl
Αβστραχτ} ≥²°¨ «¼¥µ¬§¨¯ ¦¨·µ²2¦²±§∏¦·¬√¨ ¨¯ °¨¨ ±·¶²©©¬¥¨µΠ³²º§¨µo©¬¥¨µΠ©¬¥¨µ·¼³¨ ¦²°³²¶¨§²©¦²³³¨µ©¬¥¨µk≥ƒl o¶·¤¬±¯ ¶¨¶
¶·¨¨ ¯©¬¥¨µk≤ƒl o±¬¦®¨¯ ³²º§¨µk‘¬lªµ¤³«¬·¨ ³²º§¨µk≤°l º¨ µ¨ ¤§§¨§·² ∏µ¨¤2©²µ°¤¯§¨«¼§¨ k˜ƒl µ¨¶¬±·² °¤®¨ v2¯ ¤¼¨ µ¶ Λαριξ
³¯¼º²²§º¬·«¨¯ ¦¨·µ²°¤ª±¨·¬¦2¶«¬¨ §¯ ©¨©¨¦·¬√¨ ±¨ ¶¶k≥∞l q׫¨ ¬±©¯∏¨±¦¨ ²©§¬©©¨µ¨±·¨¯¨ ¦·µ²2¦²±§∏¦·¬√¨ ¨¯ °¨¨ ±·¶³µ¨¤§¬±ª¤±§«¼¥µ¬§
·¼³¨ ²± ¨¯ ¦¨·µ²°¤ª±¨·¬¦2¶«¬¨ §¯ ©¨©¨¦·¬√¨ ±¨ ¶¶¤±§¶«¨¤µ¶·µ¨±ª·«k≥×l²© Λαριξ ³¯¼º²²§º¤¶µ¨¶¨¤µ¦«¨§q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º·«¤··«¨
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‘¬~·«¨ ≥∞¬¶ts1xv ∗ u{1zy §… º¬·«≤ƒΠ≤°~·«¨ ≥∞¬¶tu1vs ∗ u{1zy §… º¬·«≤ƒΠ‘¬~·«¨ ≥∞¬¶y1vw ∗ ut1tw §… º¬·«≥ƒΠ≤ƒ q
׫¨ °²§¨¯²©≥∞¬¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·~·«¨ °²§¨¯ ≥× ¬¶¬±¶¬ª±¬©¬¦¤±·qŒ±¦²°³¤µ¬¶²± º¬·«³²º§¨µ¨¯ °¨¨ ±·o©¬¥¨µ«¤¶°²µ¨ ¤§√¤±·¤ª¨²∏¶
¬±©¯∏¨±¦¨ ²± ≥∞q≥ƒ «¤¶°²µ¨ ¤§√¤±·¤ª¨²∏¶¬±©¯∏¨±¦¨ ²± ≥∞·«¤± ≤ƒ q
Κεψ ωορδσ} Λαριξ ³¯¼º²²§~¨¯ ¦¨·µ²2¦²±§∏¦·¬√¨ ¨¯ °¨¨ ±·~¨¯ ¦¨·µ²°¤ª±¨·¬¦2¶«¬¨ §¯ ©¨©¨¦·¬√¨ ±¨ ¶¶~¶«¨¤µ¶·µ¨±ª·«
木质基体复合材料k简称木基复合材料l是利用不同维数木质单元为基体的协同效应和加和法则 o通过
与异质 !异型 !异性的增强体或功能体单元混杂复合加工形成的新型多相材料k傅峰 oussvl ∀木材或木质基
体材料越来越广泛地应用于家具 !装饰 !结构材料 ∀普通木基复合材料中木质单元的体积电阻率为 ts{ ∗
tstt 8#¦°o固化后合成树脂的为 tstu ∗ tstv 8#¦°∀一般认为 o木材和纯木质人造板属于电的不良导体 o不具
有电磁屏蔽效能k张显权等 ousswl o而木材与金属或非金属通过适当方式制成的复合材料 o具有一定的电磁
屏蔽效能 ∀
目前 o用于制造导电木基复合材料的导电物质有炭黑 !碳纤维 !石墨 !金属粉 !金属纤维 !金属箔 !金属网 !
镀金属碳纤维和有机导电物质等 o复合的方法包括混合 !贴面 o镀层处理等 ∀金属纤维导电单元与无机和有
机纤维比较 o具有强度 !耐磨性 !导电性 !导热性高 o制造简单 !成本低等特点 o在导电和电磁屏蔽等领域具有
良好的应用前景k李加种 ot||w ~奚正平等 ot||{l ∀在木基复合材料中 o单板是最大体积的木质单元 o具有最
小的比表面积 o故可以用较少量的导电单元掺杂粘合树脂并叠层复合实现单板之间的胶层导电k傅峰等 o
usstl ∀这种功能胶合板可用于计算机房 !电磁暗室等防止电磁污染或信息泄露的场合 ∀
本研究运用功能复合材料复合度 !联结型理论 o根据不同导电单元的施加量及 s维k粉末l !t维k纤维l
的导电单元在固化胶黏剂kv维l不同联结方式 o利用不锈钢纤维 !黄铜纤维 !超细镍粉以及石墨粉为导电单
元 o通过热板干燥展平 o导电单元与木质单板单元的叠层复合 !柔性加压等工艺 o制备 v层结构的落叶松
kΛαριξ πρινχιπισ2ρυππρεχητιιl胶合板并测试 o分析胶合板的电磁波屏蔽效能 o旨在为电磁屏蔽功能木基复合材料
开发提供依据 ∀
t 材料与方法
111 试验材料
落叶松单板 }尺寸为 uss °° ≅ uss °° ≅ u °° o气干密度 s1yz ª#¦°pv o含水率 | h ∗ ts h o来自内蒙古根
河林业局 ∀
不锈钢纤维k≥ƒl }直径 vs Λ° o密度 {1y ª#¦°pv o电阻率 |1z ≅ tsp v 8#° o购自河北安平金属网厂 o剪成长
度 y ∗ z °°备用 ∀
黄铜纤维k≤ƒl }直径 ys Λ° o含铜 ys h ∗ zs h !含锌 vs h ∗ ws h o密度 {1y ª#¦°pv o电阻率 t1z ≅ tsp v 8#° o
购自河北安平金属网厂 o剪成长度 y ∗ z °°备用 ∀
超细镍粉k‘¬l }呈暗灰色树枝状粉末 o粒度 wss目 o密度 {1y ª#¦°pv o电阻率 y1{ ≅ tsp v 8#° o含铁 !钴等
杂质 o杂质总和不大于 s1x h o购自有色金属研究总院 ∀
石墨粉k≤°l }呈黑色粉末 o粒度 z Λ° o密度 u1v ª#¦°pv o电阻率 xs 8#° o纯度 ||1|| h o上海胶体化学厂
生产 ∀
胶黏剂 }胶合板用低毒脲醛胶k˜ƒl o固含量 xs h o黏度 tts ∗ tzs ¦³#¶kvs ε l o游离醛低于 s1u h o³‹ 值
{1x ∗ |1x o购自北京太尔化工有限公司 ~固化剂为 us h氯化铵溶液 o自配 ∀
112 试验方法
t1u1t 制板工艺 为增加单板的平整度 o在试验压机上对单板进行热板 o干燥热板温度 tss ε !单位压力
s1x °¤!干燥时间 t °¬±o干燥后单板含水率 y h ∗ z h ∀
对于粉末导电单元 o在一定工艺条件下往脲醛树脂中调入不同种类和数量的导电单元 o搅拌均匀后加入
t h的氯化铵固化剂 o再用毛刷对芯板的双面涂布混合胶液 ∀对于纤维导电单元 o脲醛胶黏剂经过一定的混
炼工艺后加入适量的固化剂 !助剂等 o涂布于平整 !无透隙的芯板两侧 o因为纤维无法在液体中分散 o所以手
工施加规定量的纤维 o尽量保证均匀 ∀涂胶量和导电单元施加量均为双面施加量 ∀涂胶后的表 !芯 !背板垂
直组配成 v层板坯 ∀板坯经闭合陈化 t «后置于衬垫间送入压机 o在热板温度 tus ε !单位压力 t °¤和加
压频率 t °°# °¬±pt的常规工艺下 o压制 v 层结构的 !具有电磁屏蔽功能的胶合板 ∀采用柔性加压k¶²©·
³µ¨¶¶¬±ªl o即将板坯夹于耐热硅橡胶板中央 o上下各配以抛光垫板k³²¯¬¶«¨§¦¤∏¯l o再推入压机热压 ∀柔性加
压 o可缓冲加压时由于单板厚度偏差和板面各处应力差产生的应力传递 o降低胶合板的压缩率 o使胶层厚度
分布均匀 o达到均匀导电的效果k傅峰 ot||x ~蒋华堂等 ot||tl ∀全部试验重复 t次 ∀
t1u1u 电磁屏蔽效能测试 本试验的试件制作及屏蔽效能k≥∞l的测量按中华人民共和国电子行业军用标
准中所规定的材料屏蔽效能的测量方法k≥ usxuw p t||xl进行 ∀试样外径 ttxsp s qx °° o开孔试样孔径
tun s qxs °° ~使用 ⁄‘txttx型立式法兰同轴测试装置连接 ‹° ∞zwst„ ∞≤频谱分析仪在 | ®‹½ ∗ t1x Š‹½的
频率范围内对复合胶合板进行屏蔽电磁波效能评价与测试 ∀
t1u1v 胶合强度测试方法 使用日本 ≥«¬°¤§½∏k岛津l公司的力学实验机 o型号为 „Š≥ p xss…∀试件的制作
和测试分别参照国家标准 Š… |{wy1z p ussw5胶合板试件的锯制6和 Š…Π× tzyxz p t|||5人造板及饰面人造板
理化性能试验方法6进行 ∀
u 结果与分析
参照 ≥usxuw p t||x o得到所有试件在 | ®‹½∗ t1x Š‹½频率范围内的电磁屏蔽效能k≥∞l o测试 w个试件 o
取极值的平均值 o变异系数均为 ts h ∗ tx h ∀参照 Š…Π× tzyxz p t|||测试胶合强度k≥×l o测试 w个试件 o取
yst 林 业 科 学 ww卷
表 1 胶合板测试结果 ≠
Ταβ .1 Τηε τεστ ρεσυλτσ οφ πλψωοοδ
方法
 ·¨«²§
标记号
‘²q
混和方式
‹¼¥µ¬§·¼³¨
比例类型
×¼³¨
混和比例
°µ²³²µ·¬²±
电磁屏蔽效能
≥∞Π§…
胶合强度
≥×А°¤
≥°t ≥ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± t tsΒs ut1tw t1ut
≥°u ≥ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± u z1xΒu1x ty1{z t1uu
≥°v ≥ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± v xΒx tw1yx t1uy
≥°w ≥ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± w u1xΒz1x ts1ws t1vy
不锈钢纤 ≥°x ≥ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± x sΒts x1yu t1wy
维Π粉末 ≥‘t ≥ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± t tsΒs ut1tw t1ut
≥ƒΠ³²º§¨µ ≥‘u ≥ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± u z1xΒu1x tz1uy t1ut
≥‘v ≥ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± v xΒx ty1tt t1uu
≥‘w ≥ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± w u1xΒz1x tu1zt t1ux
≥‘x ≥ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± x sΒts s1ss t1u|
≤°t ≤ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± t tsΒs u{1zy t1sw
≤°u ≤ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± u z1xΒu1x uu1tx t1ss
≤°v ≤ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± v xΒx tw1z| s1||
≤°w ≤ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± w u1xΒz1x tu1y| s1||
黄铜纤 ≤°x ≤ƒΠ≤° 比例 °µ²³²µ·¬²± x sΒts ts1xv s1|y
维Π粉末 ≤‘t ≤ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± t tsΒs u{1zy t1sw
≤ƒΠ³²º§¨µ ≤‘u ≤ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± u z1xΒu1x uu1zv t1sy
≤‘v ≤ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± v xΒx tu1yu t1s{
≤‘w ≤ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± w u1xΒz1x tu1vs t1s{
≤‘x ≤ƒΠ‘¬ 比例 °µ²³²µ·¬²± x sΒts y1|| t1tt
≥≤t ≥ƒΠ≤ƒ 比例 °µ²³²µ·¬²± t tsΒs ut1tw t1ut
不锈钢纤 ≥≤u ≥ƒΠ≤ƒ 比例 °µ²³²µ·¬²± u z1xΒu1x us1zz t1tx
维Π黄铜纤维 ≥≤v ≥ƒΠ≤ƒ 比例 °µ²³²µ·¬²± v xΒx ty1zy t1ts
≥ƒΠ≤ƒ ≥≤w ≥ƒΠ≤ƒ 比例 °µ²³²µ·¬²± w u1xΒz1x tu1|w t1sz
≥≤x ≥ƒΠ≤ƒ 比例 °µ²³²µ·¬²± x sΒts y1vw t1sv
≠不锈钢纤维与粉末 !黄铜纤维混和时导电单元总量为 ws ª#¦°pu ~黄铜纤维与粉末混和时导电
单元总量为 tus ª#¦°pu ~涂胶量均为 uxs ª#¦°pu ∀ ‹¼¥µ¬§¨¯ ¦¨·µ²2¦²±§∏¦·¬√¨¨¯ °¨ ±¨·¶ªµ²¶¶²© ≥ƒΠ³²º§¨µo
≤ƒ ¬¶ws ª#¦°pu o ≤ƒΠ³²º§¨µ¬¶tus ª#¦°pu q Š¨ ¤¯·¬±¬½¨ §¦²±·¨±·¬¶uxs ª#¦°pu q
平均值 o变异系数 ts h ∗
us h o结果见表 t ∀胶合
板 ≥∞和 ≥×的 ≥„≥方差分
析结果见表 u ∀
211 胶合强度
从表 t可以看出 o在
本试验范围内 o所有胶合
板的胶合强度均超过国标
Š… |{wy1tu p ussw µ类胶
合板标准 ∀从表 u显著性
检验结果看出 o所有胶合
强度模型均不显著 ∀
从图 t可以看出 o不
锈钢纤维与导电粉末混和
胶合板的胶合强度大于黄
铜纤维与导电粉末混和胶
合板的胶合强度 ∀这是由
于后者的总施加量远大于
前者 o随着导电单元的增
加 o过量的导电单元影响
了脲胶与单板之间的胶
合 o特别是导电单元是无
机物而脲胶是有机物 o根
表 2 胶合板 ΣΕ和 ΣΤ的 ΣΑΣ方差分析表 ≠
Ταβ .2 ς αριανχε οφ ΣΕ ανδ ΣΤ οφ πλψωοοδ αναλψζεδ βψ ΣΑΣ
方法
 ·¨«²§
指标
Œ±§¨¬
方差来源
≥²∏µ¦¨
自由度
§©
平方和
≥≥
均方
≥ Φ Πρ Φ
显著性
≥¬ª±¬©¬¦¤±·
≥∞ 模型 ²§¨¯ x v{x1wzy { zz1s|x v tx1|t s1ss| y 333
混和方式 ‹¼¥µ¬§·¼³¨ t s1utv t s1utv t s1sw s1{ww t Π
比例类型 ×¼³¨ w v{x1uyv z |y1vtx | t|1{z s1ssy z 333
误差 ∞µµ²µ w t|1v{{ | w1{wz u ) ) )不锈钢纤
维Π粉末
≥ƒΠ³²º§¨µ
总和 ײ·¤¯ | wsw1{yx { ) ) ) )
≥× 模型 ²§¨¯ x s1sxs | s1sts t v1y{ s1ttx w Π
混和方式 ‹¼¥µ¬§·¼³¨ t s1sts u s1sts u v1zs s1tuy y Π
比例类型 ×¼³¨ w s1sws y s1sts t v1y{ s1ttz y Π
误差 ∞µµ²µ w s1stt s s1ssu z ) ) )
总和 ײ·¤¯ | s1syt | ) ) ) )
≥∞ 模型 ²§¨¯ x xvy1v|s x tsz1uz{ t zv1zy s1sss x 333
混和方式 ‹¼¥µ¬§·¼³¨ t v1swz s v1swz s u1ts s1uut v Π
比例类型 ×¼³¨ w xvv1vwv w tvv1vvx { |t1y{ s1sss v 333
误差 ∞µµ²µ w x1{tz w t1wxw v ) ) )黄铜纤
维Π粉末
≤ƒΠ³²º§¨µ
总和 ײ·¤¯ | xwu1usz | ) ) ) )
≥× 模型 ²§¨¯ x s1stx v s1ssv t u1sy s1uxt x Π
混和方式 ‹¼¥µ¬§·¼³¨ t s1stx u s1stx u ts1uw s1svu | 33
比例类型 ×¼³¨ w s1sss t s1sss sux s1su s1||| u Π
误差 ∞µµ²µ w s1ssx | s1sst w{ ) ) )
总和 ײ·¤¯ | s1sut u ) ) ) )
≠Π表示 s1t水平以下不显著 ~ 3 表示 s1t水平显著 ~33表示 s1sx水平显著 ~333表示 s1st水平显著 ~ ) 表示该空
无内容 ∀А ¤¨±¶¬±¶¬ª±¬©¬¦¤±·∏±§¨µs1t ¯¨ √¨¯ o 3 ° ¤¨±¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·¤·s1t ¯¨ √¨ ¯o 33 ° ¤¨±¶¶¬ª±¬©¬¦¤±·¤·s1sx ¯¨ √¨ ¯o 33 ° ¤¨±¶
¶¬ª±¬©¬¦¤±·¤·s1st ¯¨ √¨ ¯o ) ° ¤¨±¶±²·«¬±ªq
据/ 相似者相
溶0原理 o大量
导电单元的存
在对胶合强度
的提高有不利
影响 ∀随着纤
维含量的降
低 o胶合强度
有不同程度的
上升 o但黄铜
纤维与石墨粉
混和情况下 o
胶合强度有所
下降 ∀其原因
是 o纤维导电
单元较长并容
易弯折 o在单
板之间形成网
状隔离层 o因
此比粉末导电
单元对胶合强度增加更加不利 ∀导电单元的体积分数或者称为填充率 o即导电单元体积占胶液混炼热压固
化后总体积的百分数 o由导电单元的施加量 !脲胶的固含量 o以及二者的密度推算出 ∀当导电粉末总施加量
zst 第 w期 刘贤淼等 }混和导电单元对落叶松胶合板电磁屏蔽功能的影响
图 t 胶合板胶合强度
ƒ¬ªqt ≥× ²©³¯¼º²²§
从 ws ª#¦°pu增大到 tus ª#¦°pu o由于石墨粉的密度低和粒
度小 o脲胶中石墨粉数量增大迅速 o体积总分数增大很多 o
总表面积也大 o造成胶膜变薄 o对胶合强度有非常不利影
响 o甚至超过纤维导电单元的影响 ∀同理 o镍粉由于密度较
大 o约是石墨粉的 v倍 o虽然体积分数也有所增大 o粉末的
影响增大 o但总体积分数比石墨粉小很多 o还没有超过纤维
导电单元的影响 o表现为随纤维的减少胶合强度缓慢上升 ∀
不锈钢纤维与黄铜纤维混和的胶合板 o随不锈钢纤维降低
胶合强度也下降 ∀其原因是 o黄铜纤维的直径是不锈钢纤
维的 u倍 o达到了 ys Λ° o显然直径越大对胶合强度的不利
影响也越大 ∀同时 o不锈钢表面也有极性基团k张显权等 o
ussxl o因此比黄铜纤维更有利于胶合 ∀
212 电磁屏蔽性能
电磁屏蔽性能用电磁屏蔽效能k§…l来表示 o§…值越大说明材料电磁屏蔽性能越好 ∀从表 t可以看出 o
不锈钢纤维与石墨粉混和时 o电磁屏蔽效能从 x1yu ∗ ut1tw §…~不锈钢纤维与镍粉混和时 o电磁屏蔽效能从
s ∗ ut1tw §…~黄铜纤维与石墨粉混和时 o电磁屏蔽效能从 ts1xv ∗ u{1zy §…~黄铜纤维与镍粉混和时 o电磁屏
蔽效能从 tu1vs ∗ u{1zy §…~不锈钢纤维与黄铜纤维混和时 o电磁屏蔽效能从 y1vw ∗ ut1tw §…∀从表 u显著
性检验结果看出 o所有电磁屏蔽效能模型均显著 o混和比例对胶合电磁屏蔽性能影响显著 ∀
图 u 不锈钢纤维与石墨粉 !镍粉 !黄铜纤维混
和时胶合板电磁屏蔽效能
ƒ¬ªqu ≥∞ ²©³¯¼º²²§º¬·«≥ƒΠ≤° ²µ‘¬²µ≤ƒ
图 v 黄铜纤维与石墨粉 !镍粉末混
和时胶合板电磁屏蔽效能
ƒ¬ªqv ≥∞ ²©³¯¼º²²§º¬·« ≤ƒΠ≤° ²µ‘¬
从图 u !v可以看出 o随着纤维导电单元的减少 o胶合板的电磁屏蔽效能逐渐下降 ∀材料的电磁屏蔽效能
主要是由导电胶层的导电性决定的 o当导电物质加入量太少的时候 o复合材料内部不能形成有效的导电网
络 o只有加入足够的导电物质才能使复合材料内部形成导电网络 o网络的网链多 !网眼密 o复材合料导电性就
好k连宁等 ot||tl ∀粉末导电单元的导电机制根据粉末颗粒间的距离远近可以分为 v种 }tl 导电通道 ~ul
隧道效应 ~vl场致发射 ∀这 v种机制不是绝对不可分的 o材料导电性表现为三者的综合作用 o但主要是/导
电通道0和/隧道效应0 ∀纤维金属导电单元加入比导电粉末更有利于材料电磁屏蔽效能提高 ∀导电粉末填
充脲醛树脂的导电性 o是由于导电微粒在树脂中形成导电网络及隧道效应所致 o但由于导电胶层不可避免地
会出现各种微观缺陷 o如导电微粒量少且分布不均等情况 o由于接触点多形成胶膜的数量多 o影响了导电网
络的完整性 o降低其导电性能k黄婉霞 ot||zl ∀加入的纤维金属导电单元增强了混合树脂中的导电网络 o其
增强作用是通过 u种方式实现的 }tl 金属纤维之间相互搭接k毛健等 ot||zl ~ul 金属纤维与微粒相互接触 ∀
一方面短纤维存在于颗粒体系中 o使一些没有相连的导电粉末聚集体短链相导通 o从而形成导电网络 ~另外
一方面导电纤维也可以使弯曲多节的聚集体链变得更为便捷 o显然 o纤维的量大在未能形成连续颗粒网络的
体系中改善的效果更好 o因此电导率提高k李鹏等 ot|||l ∀粉末导电胶层内部有许多/导电空隙0 o金属纤维
的加入象城市高速公路一样将各个粒子连接起来形成导电通道 o减小了导电网链空隙的大小 ∀由金属网眼
{st 林 业 科 学 ww卷
对电磁波的影响规律看 o可知随空隙宽度的减小 o电磁屏蔽效能提高 o同时由于所用金属纤维具有一定的磁
导率 o也有利于电磁屏蔽效能提高k黄婉霞 ot||z ~张振宁等 ot||zl ∀
从图 u可以看出 o随着不锈钢纤维的减少 o电磁屏蔽效能下降明显 ∀其原因是 o不锈钢纤维的直径小 o只
有黄铜纤维的一半 o二者密度相近 o因此在相同施加质量的条件下 o不锈钢纤维的数量就是黄铜纤维的 w倍 ∀
根据式ktl可知 o不锈钢纤维的搭接率是铜纤维的 w倍 o其形成的导电网络密度更高 o电磁屏蔽效能更大 ∀
纤维搭接率公式 }
Π € ΝΣ
t
ΠΘΠs Λu¶¬±9 € u ΝΛuΠΣ ∀
不考虑边界效应和纤维宽度 o其中 Ν为纤维数量 oΛ为纤维长度 oΣ为单板面积 ∀
v 结论
tl 在本试验范围内 o所有试件的胶合强度均达到国家标准 ∀导电单元的增加 o对胶合强度有不利的影
响 ∀
ul 不锈钢纤维与石墨粉混和时 o电磁屏蔽效能从 x1yu ∗ ut1tw §…~不锈钢纤维与镍粉混和时 o电磁屏蔽
效能从 s ∗ ut1tw §…~黄铜纤维与石墨粉混和时 o电磁屏蔽效能从 ts1xv ∗ u{1zy §…~黄铜纤维与镍粉混和
时 o电磁屏蔽效能从 tu1vs ∗ u{1zy §…~不锈钢纤维与黄铜纤维混和时 o电磁屏蔽效能从 y1vw ∗ ut1tw §…∀
vl 纤维金属导电单元加入比导电粉末 o不锈钢纤维比黄铜纤维都更有利于材料电磁屏蔽效能提高 ∀
参 考 文 献
傅 峰 qussv1 我国近期木基复合材料的研究概况 q中国农业科技导报 oxkvl }ts p tv q
傅 峰 o华毓坤 o吕 斌 o等 qusst1 导电功能木质复合板材的渗滤阈值 q林业科学 ovzktl }ttz p tus q
傅 峰 qt||x1 功能人造板的研究 q南京林业大学博士学位论文 ovz p ys q
黄婉霞 qt||z1 防信息泄漏电磁波屏蔽功能复合材料研究 q四川联合大学博士学位论文 ouz p vs q
蒋华堂 o华毓坤 qt||t1 降低胶合板压缩率的新途径 q南京林业大学学报 otxkul }xu p xx q
李 鹏 o林楚荣 qt|||1 低温面发热元件材料的研究 q新型建筑材料 okttl }vs p vt q
李加种 qt||w1 金属纤维的性能及应用 q制造技术与机床 oktl }w{ p xs q
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k责任编辑 石红青l
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