EMI屏蔽

摘要\n为了应对日益严重的电磁干扰( EMI )形势，设计开发高效的EMI屏蔽材料迫在眉睫。本工作利用金属-有机骨架( MOFs )衍生的碳质材料和石墨烯泡沫( GF )构建了一个互联的异质结构，用于超轻和优异的EMI屏蔽性能材料。均匀分散的Fe纳米颗粒/碳纳米管( CNTs )网络是通过碳化Fe ( acac ) 3修饰的沸石咪唑酸骨架- 8 ( ZIF- 8 )原位生成的。并通过在GF表面沉积Fe纳米颗粒和CNTs共装饰碳基体( FCC )制备复合材料。这种具有三维( 3D )网络的复合材料引入了电损耗和磁损耗，同时FCC和GF之间产生了很强的协同作用，显著提高了EMI屏蔽性能。与聚二甲基硅氧烷( PDMS )的FCC / GF复合材料在X波段( 8.2 ~ 12.4 GHz )获得了48 dB的显著高的总EMI屏蔽效能( SE T )。同时，复合材料的密度仅为0.138 g / cm3，比EMI-SE ( SSE )高达347.8 d B cm3 / g，因此FCC / GF作为超轻高效EMI屏蔽材料具有广泛的应用前景。

导电纺织品( CTs )是很有前途的电磁干扰( EMI )屏蔽材料。尽管如此，有限的可伸缩性和较差的可靠性限制了它们在可伸缩电子器件中的潜在应用，因为导电网络是刚性的。本文通过设计可变形液态金属( LM )涂层和聚二甲基硅氧烷( PDMS )保护层，研制了一种高伸展性、高可靠性的有效EMI屏蔽CT。在厚度仅为0.35 mm时，PDMS-LM /纺织品表现出优异的EMI屏蔽效能( EMI SE )，在应变为30 %和50 %时，EMI SE分别保持66.0和52.4 dB。对应的EMI SEs在5000次拉伸-释放循环后分别保留91.7 %和80.3 %。优越而持久的EMI SE应归功于导电LM网络良好的连通性和良好的变形能力。此外，LM涂层对纺织品基体有较强的牢度，经10 min超声处理和100次剥离循环后，由于PDMS层的保护作用，EMI SE没有明显下降。本文的工作为开发高可伸缩性CTs，特别是在高可伸缩性电子器件领域的高级EMI屏蔽应用提供了新的途径。

导电聚合物复合( CPC )泡沫材料在电磁干扰( EMI )屏蔽过程中总是伴随着明显的电磁波反射，通过对CPC泡沫材料的结构设计来显著降低其电磁反射，以最大限度地减少二次EMI污染是非常重要的。为了制备具有高效EMI屏蔽性能和超低反射率的可设计MXene基CPC泡沫材料，以聚苯胺( PANI )为载体，制备了新型MXene装饰聚合物泡沫珠( MPFBs )，并将MPFBs与MXene网络组装成三维堆积体，然后将聚二甲基硅氧烷( PDMS )封装，制备了CPC泡沫材料。该材料的EMI SE为23.5 ~ 39.8OVdB，仅为0.0225 ~ 0.0449   vol % MXene (外加0.02   vol % PANI )，R系数为0.20 ~ 0.31。进一步采用非对称梯度结构，在总MXene含量仅为0.0225   vol %时，得到了23   dB   vol %的有效EMI SE，R = 0.05的极低值，为迄今报道的有效EMI屏蔽的最低R值。此外，由于其显著的压缩性，机械压缩方便地实现了PDMS / MPFB复合泡沫的SE调节，表现出在SE   ~  20  dB的低效屏蔽之间切换的功能。

现代电子器件和系统迫切需要具有有效电磁干扰( EMI )屏蔽和散热的绝缘材料，但似乎在不牺牲电绝缘性能的前提下，EMI屏蔽是无法补偿的。本研究提出了逐层旋涂工艺制备有序交替结构的多层膜( MXene /聚二甲基硅氧烷/氮化硼，MXene / PDMS / BN )，并系统考察了多层膜的EMI屏蔽效能( EMI SE )、热导率，以及电绝缘性能。在平面内构建了MXene / PDMS层的导电网络，导致多层膜的有效EMI屏蔽。而且，BN / PDMS层可以通过平面绝缘导电通路，为多层膜提供有效的散热。多层膜的EMI SE与层数呈正相关，但层数的增加会恶化热导率和电绝缘性能。11层结构的多层膜在10.9   GHz处的EMI SE可达35.2   dB  ，热导率为0.65   W / m · K，体积电阻率为2.9   ×  1012  Ω   cm，击穿强度为3.29  KV / mm。本研究可为多功能复合材料的开发提供新的思路，可设想为一种先进的电子包装材料。

导电聚合物复合( CPC )泡沫材料在电磁干扰( EMI )屏蔽过程中总是伴随着明显的电磁波反射，通过对CPC泡沫材料的结构设计来显著降低其电磁反射，以最大限度地减少二次EMI污染是非常重要的。为了制备具有高效EMI屏蔽性能和超低反射率的可设计MXene基CPC泡沫材料，以聚苯胺( PANI )为载体，制备了新型MXene装饰聚合物泡沫珠( MPFBs )，并将MPFBs与MXene网络组装成三维堆积体，然后将聚二甲基硅氧烷( PDMS )封装，制备了CPC泡沫材料。该材料的EMI SE为23.5 ~ 39.8OVdB，仅为0.0225 ~ 0.0449   vol % MXene (外加0.02   vol % PANI )，R系数为0.20 ~ 0.31。进一步采用非对称梯度结构，在总MXene含量仅为0.0225   vol %时，得到了23   dB   vol %的有效EMI SE，R = 0.05的极低值，为迄今报道的有效EMI屏蔽的最低R值。此外，PDMS / MPFB复合泡沫由于其显著的可压缩性，通过机械压缩方便地实现SE调控，表现出在SE低效屏蔽之间切换的功能